JP2020505805A

JP2020505805A - セキュリティ保護ネゴシエーション方法およびネットワークエレメント

Info

Publication number: JP2020505805A
Application number: JP2019536226A
Authority: JP
Inventors: ウ、ロン; ジャン、ボ; ガン、ル
Original assignee: ホアウェイ・テクノロジーズ・カンパニー・リミテッド
Priority date: 2017-01-24
Filing date: 2017-08-16
Publication date: 2020-02-20
Anticipated expiration: 2037-08-16
Also published as: US20190349763A1; CN108347416B; KR20190097278A; US10856141B2; EP3557836A4; WO2018137334A1; JP6769014B2; EP3557836A1; CN108347416A

Abstract

５Ｇネットワークアーキテクチャに基づいて、現在のセッションに関するユーザプレーン・セキュリティ保護を開始すべくＵＥとＵＰＦとのネゴシエーションを実装するためのセキュリティ保護ネゴシエーション方法およびネットワークエレメントを開示する。当該方法は、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護情報をＳＭＦが決定する段階と、ユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護情報を含む第１メッセージをＳＭＦがＵＥに送信する段階と、ユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護情報に基づいてＵＥが第１メッセージの完全性保護認証を実行する段階と、ＵＥにより実行された第１メッセージの認証が成功したときに、ＵＥが、ユーザプレーン・セキュリティ保護を開始すること、および、ＵＥにより実行された第１メッセージの認証が成功したことを示すために使用される第２メッセージをＳＭＦに送信することを行う段階と、第２メッセージを受信した後に、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護アルゴリズムおよびセキュリティ保護コンテキストを含む第３メッセージをＳＭＦがＵＰＦに送信する段階と、セキュリティ保護アルゴリズムおよびセキュリティ保護コンテキストに基づいてＵＰＦがユーザプレーン・セキュリティ保護を開始する段階とを含む。

Description

本願は、２０１７年１月２４日に中国特許庁に出願された「ＳＥＣＵＲＩＴＹＰＲＯＴＥＣＴＩＯＮＮＥＧＯＴＩＡＴＩＯＮＭＥＴＨＯＤＡＮＤＮＥＴＷＯＲＫＥＬＥＭＥＮＴ」と題する中国特許出願第２０１７１００６００３５．８号に対する優先権を主張するものであり、その内容全体が参照によって本明細書に組み込まれる。

本願は、無線通信分野、特にセキュリティ保護ネゴシエーション方法およびネットワークエレメントに関する。

現在、第３世代パートナーシッププロジェクト（３ｒｄＧｅｎｅｒａｔｉｏｎＰａｒｔｎｅｒｓｈｉｐＰｒｏｊｅｃｔ、３ＧＰＰ）２Ｇ／３Ｇ／４Ｇのネットワークアーキテクチャに比べて、新しいネットワークアーキテクチャが３ＧＰＰ５Ｇで提案されており、５Ｇネットワークアーキテクチャに基づくセッションセットアッププロセスが提案されている。しかしながら、現在の規格では、５Ｇネットワークアーキテクチャに関するセキュリティ保護ネゴシエーションの技術的解決策が提案されていない。セキュリティ保護ネゴシエーションとは、セキュリティ保護を実行する両当事者が、セキュリティ保護キーおよびセキュリティ保護アルゴリズムをそれぞれ対応するセキュリティ層でネゴシエートおよび同期し、セキュリティ保護を開始するプロセスである。

セッションに基づいて５Ｇユーザプレーン接続が確立される。しかしながら、２Ｇ／３Ｇ／４Ｇで提案されているセキュリティ保護ネゴシエーションの技術的解決策は、セッション粒度に基づいておらず、サービスのセキュリティ要件を考慮していない。その結果、２Ｇ／３Ｇ／４Ｇで提案されているセキュリティ保護ネゴシエーションの技術的解決策では、５Ｇネットワークアーキテクチャの要件を満たすことができない。

結論として、５Ｇネットワークアーキテクチャに関するセキュリティ保護ネゴシエーションの技術的解決策を考案する必要性に迫られている。

本願の実施形態は、現在のセッションに関するユーザプレーン・セキュリティ保護を開始すべく５Ｇネットワークアーキテクチャに基づいてＵＥとＵＰＦとのネゴシエーションを実装するためのセキュリティ保護ネゴシエーション方法およびネットワークエレメントを提供する。

第１態様によれば、本願のある実施形態は、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護情報をセッション管理機能ＳＭＦが決定する段階であって、セキュリティ保護情報には、セキュリティ保護アルゴリズムと、セキュリティ保護コンテキストを識別するために使用されるインデックスと、メッセージ認証コードとが含まれ、セキュリティ保護には、暗号化および復号保護ならびに完全性保護が含まれ、メッセージ認証コードは、完全性保護アルゴリズムとインデックスを使用することによって識別されるセキュリティ保護コンテキストに含まれる完全性保護キーとを使用することによってＳＭＦが第１メッセージの完全性保護を実行した後に生成される認証コードである、段階と、ユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護情報を含む第１メッセージをＳＭＦがＵＥに送信する段階であって、ユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護情報は、ユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護情報に基づいてＵＥにより実行された第１メッセージの完全性保護認証が成功した後に、ユーザプレーン・セキュリティ保護を開始するためにＵＥにより使用される、段階と、ＵＥにより送信され、かつ、ＵＥにより実行された第１メッセージの認証が成功したことを示すために使用される、第２メッセージをＳＭＦが受信すること、および、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護アルゴリズムおよびセキュリティ保護コンテキストを含む第３メッセージをユーザプレーン機能ＵＰＦに送信することを行う段階であって、第３メッセージは、セキュリティ保護アルゴリズムおよびセキュリティ保護コンテキストに基づいてユーザプレーン・セキュリティ保護を開始するようＵＰＦをトリガするために使用される、段階とを含むセキュリティ保護ネゴシエーション方法を提供する。

現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護情報は具体的に、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用される暗号化および復号保護アルゴリズム、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用される完全性保護アルゴリズム、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用される暗号化および復号保護コンテキストを識別するために使用されるインデックス、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用される完全性保護コンテキストを識別するために使用されるインデックス、およびメッセージ認証コードといった情報を含む。

当該方法において、ＳＭＦは、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護情報を決定し、当該セキュリティ保護情報をＵＥに送信する。セキュリティ保護情報には、セキュリティ保護アルゴリズム、セキュリティ保護コンテキストを識別するために使用されるインデックスおよびメッセージ認証コードなどが含まれる。ＵＥにより実行された認証が成功した後、ＵＥはユーザプレーン・セキュリティ保護を開始する。ＵＥにより実行された認証が成功したことを決定した後、ＳＭＦは、ユーザプレーン・セキュリティ保護を開始するようＵＰＦをトリガする。このように、ＵＥおよびＵＰＦは、それぞれ対応するユーザプレーン・セキュリティ保護を開始すべくネゴシエートする。５Ｇネットワークアーキテクチャにおけるユーザプレーン接続がセッションに基づいてセットアップされ、当該方法に従って、ＵＥおよびＵＰＦは、それぞれ対応するセッション粒度ベースのユーザプレーン・セキュリティ保護を開始すべくネゴシエートすることができる。そのため、当該方法は、ユーザプレーン・セキュリティ保護に関する５Ｇネットワークアーキテクチャの要件を満たすことができる。

考えられるある実装において、ＳＭＦは、以下の２つの方式でセキュリティ保護アルゴリズムを決定してよい。

方式１において、ＳＭＦは、セキュリティポリシー制御機能ＳＰＣＦによりネゴシエーションで決定されたセキュリティ保護アルゴリズムをＳＰＣＦから取得する。

方式２において、ＳＭＦは、セキュリティ保護アルゴリズムをネゴシエーションで自律的に決定する。

上述の２つの方式において、ＳＰＣＦは、ＳＭＦ、セキュリティアンカー機能ＳＥＡＦおよび認証サーバ機能ＡＵＳＦのいずれか１つに配置されるか、または、ＳＰＣＦは、ネットワークに独立して配置される。

方式１であるか方式２であるかに関わりなく、セキュリティ保護アルゴリズムは、ＵＥによりサポートされるセキュリティ保護アルゴリズム、ネットワークによりサポートされるセキュリティ保護アルゴリズム、および、現在のセッションが属するサービスによりサポートされるセキュリティ保護アルゴリズムに基づいてネゴシエーションで決定される。

このように、ＳＭＦは、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護アルゴリズムを上述の２つの方式のいずれかで決定することができる。セキュリティ保護アルゴリズムには、暗号化および復号保護アルゴリズムならびに完全性保護アルゴリズムが含まれる。

考えられるある実装において、ユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護情報をＳＭＦが決定する前に、ＳＭＦは現在のセッションをセットアップする。

この場合、セキュリティ保護ネゴシエーション方法は、現在のセッションがセットアップされた後に実行される。

考えられるある実装において、ユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護情報をＳＭＦが決定する前に、ＳＭＦは、ＵＥにより送信され、かつ、現在のセッションをセットアップするよう要求するために使用される、セッションセットアップ要求メッセージを受信し、ユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護情報を含む第１メッセージをＳＭＦがＵＥに送信する段階は、ユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護情報を含むセッション確立完了メッセージをＳＭＦがＵＥに送信する段階を含む。

この場合、セキュリティ保護ネゴシエーション方法は、現在のセッションをセットアップするプロセスにおいて実行される。

現在のセッションをセットアップするプロセスにおいてセキュリティ保護ネゴシエーション方法が実行されるとき、ＵＥにより送信され、かつ、現在のセッションをセットアップするよう要求するために使用される、セッションセットアップ要求メッセージを受信した後に、ＳＭＦは、ユーザプレーンのセキュリティ終端点がＵＰＦであることを決定し、ＳＭＦがセキュリティ保護ネゴシエーション方法を実行することを無線アクセスネットワークＲＡＮに通知する。

ユーザプレーンの終端点は、ユーザプレーン・セキュリティ保護を開始する必要があるＵＥ以外のネットワークエレメントである。

なお、本願のこの実施形態では、ユーザプレーンの終端点が代替的にｇＮＢであってよい。ｇＮＢがＲＡＮのネットワークエレメントであることを理解することができる。ユーザプレーンの終端点がＵＰＦであるとき、セキュリティ保護ネゴシエーション方法は、ＵＥにより送信され、かつ、現在のセッションをセットアップするよう要求するために使用される、セッションセットアップ要求メッセージをＳＭＦが受信した後に、ユーザプレーンの終端点がｇＮＢであることをＳＭＦが決定する段階を含む。ＳＭＦはＲＡＮに通知メッセージを送信する。ここで、通知メッセージは、ＵＥとｇＮＢとのユーザプレーン・セキュリティ保護ネゴシエーションの方法を実行するようＲＡＮに命令するために使用される。通知メッセージを受信した後、ＲＡＮはＳＭＦに受信確認情報を返す。ＵＥおよびｇＮＢは、ユーザプレーン・セキュリティ保護ネゴシエーションを実行する。

ユーザプレーンの終端点がｇＮＢであるとき、ＵＥは、初期アクセス中にＵＥとｇＮＢとのセキュリティ保護ネゴシエーションの手順を使用することによってユーザプレーン・セキュリティ保護ネゴシエーションを完了しているかもしれない。

このように、当該方法に従って、ＵＥおよびｇＮＢは、それぞれ対応するユーザプレーン・セキュリティ保護を開始すべくネゴシエートすることができる。

考えられるある実装において、ユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護情報を含む第１メッセージをＳＭＦがＵＥに送信する段階の後に、当該方法は更に、ＵＥにより送信され、かつ、ＵＥにより実行された第１メッセージの認証が失敗したことを示すために使用される、第４メッセージをＳＭＦが受信する段階と、第４メッセージのインジケーションに従って、ユーザプレーン・セキュリティ保護を開始するようＵＰＦをトリガする必要がないことをＳＭＦが決定する段階とを含む。

このように、ＵＥにより実行された第１メッセージの認証が失敗したことを決定した後に、ＳＭＦは、現在のセキュリティ保護ネゴシエーション方法を終了することを決定する。

第２態様によれば、本願のある実施形態は、セッション管理機能ＳＭＦにより送信され、かつ、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護情報を含む、第１メッセージをユーザ機器ＵＥが受信する段階であって、セキュリティ保護情報には、セキュリティ保護アルゴリズムと、セキュリティ保護コンテキストを識別するために使用されるインデックスと、メッセージ認証コードとが含まれ、セキュリティ保護には、暗号化および復号保護ならびに完全性保護が含まれ、メッセージ認証コードは、完全性保護アルゴリズムとインデックスを使用することによって識別されるセキュリティ保護コンテキストに含まれる完全性保護キーとを使用することによってＳＭＦが第１メッセージの完全性保護を実行した後に生成される認証コードである、段階と、ユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護情報に基づいてＵＥが第１メッセージの認証を実行する段階と、ＵＥにより実行された第１メッセージの認証が成功したときに、ＵＥが、ユーザプレーン・セキュリティ保護を開始すること、および、ＵＥにより実行された第１メッセージの認証が成功したことを示すために使用される第２メッセージをＳＭＦに送信することを行う段階とを含むセキュリティ保護ネゴシエーション方法を提供する。

当該方法において、ＳＭＦにより送信され、かつ、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護情報を含む、第１メッセージを受信した後に、ＵＥは、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護情報に基づいて第１メッセージの認証を実行する。ＵＥにより実行された第１メッセージの認証が成功したとき、ＵＥは、ユーザプレーン・セキュリティ保護を開始し、ＵＥにより実行された第１メッセージの認証が成功したことを示すために使用される第２メッセージをＳＭＦに送信する。次に、第２メッセージを受信した後、ＳＭＦは、ユーザプレーン・セキュリティ保護を開始するようＵＰＦをトリガする。従って、当該方法に従って、ＵＥおよびＵＰＦは、それぞれ対応するユーザプレーン・セキュリティ保護を開始すべくネゴシエートすることができる。５Ｇネットワークアーキテクチャにおけるユーザプレーン接続がセッションに基づいてセットアップされ、当該方法に従って、ＵＥおよびＵＰＦは、それぞれ対応するセッション粒度ベースのユーザプレーン・セキュリティ保護を開始すべくネゴシエートすることができる。そのため、当該方法は、ユーザプレーン・セキュリティ保護に関する５Ｇネットワークアーキテクチャの要件を満たすことができる。

考えられるある実装において、ＵＥが、ユーザプレーン・セキュリティ保護を開始すること、および、ＵＥにより実行された第１メッセージの認証が成功したことを示すために使用される第２メッセージをＳＭＦに送信することを行う段階は、ＵＥが、ユーザプレーン暗号化および復号保護ならびに完全性保護を開始し、次にＵＥにより実行された第１メッセージの認証が成功したことを示すために使用される第２メッセージをＳＭＦに送信する段階を含む。

このように、ＵＥは、暗号化および復号保護ならびに完全性保護を同じ時機に開始してよい。

考えられるある実装において、ＵＥが、ユーザプレーン・セキュリティ保護を開始すること、および、ＵＥにより実行された第１メッセージの認証が成功したことを示すために使用される第２メッセージをＳＭＦに送信することを行う段階は、ＵＥが、ユーザプレーン・ダウンリンク復号保護および完全性保護を開始し、次にＵＥにより実行された第１メッセージの認証が成功したことを示すために使用される第２メッセージをＳＭＦに送信し、最後にユーザプレーン・アップリンク暗号化保護を開始する段階を含む。

このように、ＵＥは、ダウンリンク復号保護、完全性保護およびアップリンク暗号化保護を異なる時機に開始してよい。

考えられるある実装において、ユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護情報に基づいてＵＥが第１メッセージの認証を実行する段階の後、当該方法は、ＵＥにより実行された第１メッセージの認証が失敗したときに、ユーザプレーン・セキュリティ保護を開始しないことをＵＥが決定し、かつ、ＵＥにより実行された第１メッセージの認証が失敗したことを示すために使用される第４メッセージをＳＭＦに送信する段階を更に含む。

このように、ＵＥにより実行された第１メッセージの認証が失敗したとき、現在のセキュリティ保護ネゴシエーション方法は終了する。

第３態様によれば、本願のある実施形態は、セッション管理機能ＳＭＦにより送信され、かつ、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護アルゴリズムおよびセキュリティ保護コンテキストを含む、第３メッセージをユーザプレーン機能ＵＰＦが受信する段階であって、第３メッセージは、セキュリティ保護アルゴリズムおよびセキュリティ保護コンテキストに基づいてユーザプレーン・セキュリティ保護を開始するようＵＰＦに命令するために使用され、セキュリティ保護には、暗号化および復号保護ならびに完全性保護が含まれる、段階と、第３メッセージの指示に従ってＵＰＦがユーザプレーン・セキュリティ保護を開始する段階とを含むセキュリティ保護ネゴシエーション方法を提供する。

当該方法において、ＳＭＦにより送信され、かつ、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護アルゴリズムおよびセキュリティ保護コンテキストを含む、第３メッセージをＵＰＦが受信するとき、そのことは、ＵＥにより実行された認証が成功したことを示し、当該認証が成功した後に、ＵＥはユーザプレーン・セキュリティ保護を開始する。従って、ＳＭＦにより送信された第３メッセージを受信した後、ＵＰＦは、当該第３メッセージの指示に従ってユーザプレーン・セキュリティ保護を開始する必要がある。このように、ＵＥおよびＵＰＦは、それぞれ対応するユーザプレーン・セキュリティ保護を開始すべくネゴシエートする。５Ｇネットワークアーキテクチャにおけるユーザプレーン接続がセッションに基づいてセットアップされ、当該方法に従って、ＵＥおよびＵＰＦは、それぞれ対応するセッション粒度ベースのユーザプレーン・セキュリティ保護を開始すべくネゴシエートすることができる。そのため、当該方法は、ユーザプレーン・セキュリティ保護に関する５Ｇネットワークアーキテクチャの要件を満たすことができる。

考えられるある実装において、ＳＭＦにより送信され、かつ、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護アルゴリズムおよびセキュリティ保護コンテキストを含む、第３メッセージをＵＰＦが受信する段階は、ＵＥがユーザプレーン・セキュリティ保護を開始することをＳＭＦが決定した後に、ＳＭＦにより送信された第３メッセージをＵＰＦが受信する段階を含む。

このように、ＵＰＦは、ユーザプレーン・セキュリティ保護を同じ時機に開始してよい。具体的に言うと、ＵＥがユーザプレーン・セキュリティ保護を開始することをＳＭＦが決定した後に、ＵＰＦは、ＳＭＦにより送信された第３メッセージを受信し、ユーザプレーン・セキュリティ保護を開始する。セキュリティ保護には、ダウンリンク暗号化保護、完全性保護およびアップリンク復号保護が含まれる。

考えられるある実装において、セッション管理機能ＳＭＦにより送信され、かつ、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護アルゴリズムおよびセキュリティ保護コンテキストを含む、第３メッセージをＵＰＦが受信する段階は、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護情報をＳＭＦがＵＥに送信した後に、ＳＭＦにより送信された第１トリガメッセージをＵＰＦが受信する段階であって、第１トリガメッセージは、ユーザプレーン・ダウンリンク暗号化保護および完全性保護を開始するようＵＰＦをトリガするために使用される、段階、および、ＵＥがユーザプレーン・セキュリティ保護を開始することをＳＭＦが決定した後に、ＳＭＦにより送信された第２トリガメッセージをＵＰＦが受信する段階であって、第２トリガメッセージは、ユーザプレーン・アップリンク復号保護を開始するようＵＰＦをトリガするために使用される、段階を含む。

このように、ＵＰＦは、ユーザプレーン・セキュリティ保護を異なる時機に開始してよい。具体的に言うと、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護情報をＳＭＦがＵＥに送信した後、ＵＰＦは、ＳＭＦにより送信された第１トリガメッセージを受信し、ダウンリンク暗号化保護および完全性保護を開始する。ＵＥがユーザプレーン・セキュリティ保護を開始することをＳＭＦが決定した後に、ＵＰＦは、ＳＭＦにより送信された第２トリガメッセージを受信し、アップリンク復号保護を開始する。

第４態様によれば、本願のある実施形態は、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護情報を決定するよう構成されている処理ユニットであって、セキュリティ保護情報には、セキュリティ保護アルゴリズムと、セキュリティ保護コンテキストを識別するために使用されるインデックスと、メッセージ認証コードとが含まれ、セキュリティ保護には、暗号化および復号保護ならびに完全性保護が含まれ、メッセージ認証コードは、完全性保護アルゴリズムとインデックスを使用することによって識別されるセキュリティ保護コンテキストに含まれる完全性保護キーとを使用することによって第１メッセージの完全性保護が実行された後に生成される認証コードである、処理ユニットと、処理ユニットにより決定され、かつ、ユーザプレーンで使用される、セキュリティ保護情報を含む第１メッセージをＵＥに送信するよう構成されている送信ユニットであって、ユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護情報は、ユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護情報に基づいてＵＥにより実行された第１メッセージの完全性保護認証が成功した後に、ユーザプレーン・セキュリティ保護を開始するためにＵＥにより使用される、送信ユニットと、ＵＥにより送信され、かつ、ＵＥにより実行された第１メッセージの認証が成功したことを示すために使用される、第２メッセージを受信するよう構成されている受信ユニットとを備えるセッション管理機能ＳＭＦであって、送信ユニットは更に、処理ユニットにより決定され、かつ、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用される、セキュリティ保護アルゴリズムおよびセキュリティ保護コンテキストを含む第３メッセージをユーザプレーン機能ＵＰＦに送信するよう構成され、第３メッセージは、セキュリティ保護アルゴリズムおよびセキュリティ保護コンテキストに基づいてユーザプレーン・セキュリティ保護を開始するようＵＰＦをトリガするために使用される、セッション管理機能ＳＭＦを提供する。

考えられるある実装において、セキュリティ保護アルゴリズムを決定するとき、処理ユニットは具体的に、セキュリティポリシー制御機能ＳＰＣＦによりネゴシエーションで決定されたセキュリティ保護アルゴリズムをＳＰＣＦから取得すること、または、セキュリティ保護アルゴリズムをネゴシエーションで自律的に決定することを行うよう構成される。

考えられるある実装において、ＳＰＣＦは、ＳＭＦ、セキュリティアンカー機能ＳＥＡＦ、および認証サーバ機能ＡＵＳＦのいずれか１つに配置されるか、または、ＳＰＣＦは、ネットワークに独立して配置される。

考えられるある実装において、セキュリティ保護アルゴリズムは、ＵＥによりサポートされるセキュリティ保護アルゴリズム、ネットワークによりサポートされるセキュリティ保護アルゴリズム、および、現在のセッションが属するサービスによりサポートされるセキュリティ保護アルゴリズムに基づいてネゴシエーションで決定される。

考えられるある実装において、処理ユニットは更に、ユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護情報を決定する前に現在のセッションをセットアップするよう構成され、受信ユニットは更に、ユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護情報を処理ユニットが決定する前に、ＵＥにより送信され、かつ、現在のセッションをセットアップするよう要求するために使用される、セッションセットアップ要求メッセージを受信するよう構成され、ユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護情報を含む第１メッセージをＵＥに送信するとき、送信ユニットは具体的に、ユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護情報を含むセッションセットアップ完了メッセージをＵＥに送信するよう構成される。

考えられるある実装において、処理ユニットは更に、ＵＥにより送信され、かつ、現在のセッションをセットアップするよう要求するために使用される、セッションセットアップ要求メッセージを受信ユニットが受信した後に、ユーザプレーンのセキュリティ終端点がＵＰＦであることを決定するよう構成され、送信ユニットは更に、ユーザプレーンのセキュリティ終端点がＵＰＦであることを処理ユニットが決定した後に、セキュリティ保護ネゴシエーション方法を実行するようＳＭＦに命令するために使用される通知メッセージを無線アクセスネットワークＲＡＮに送信するよう構成される。

考えられるある実装において、受信ユニットは更に、ユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護情報を含む第１メッセージを送信ユニットがＵＥに送信した後に、ＵＥにより送信され、かつ、ＵＥにより実行された第１メッセージの認証が失敗したことを示すために使用される、第４メッセージを受信するよう構成され、処理ユニットは更に、受信ユニットにより受信された第４メッセージのインジケーションに従って、ユーザプレーン・セキュリティ保護を開始するようＵＰＦをトリガする必要がないことを決定するよう構成される。

第５態様によれば、本願のある実施形態は、プロセッサと、メモリと、トランシーバとを含むＳＭＦを提供する。ここで、トランシーバはデータを受信し、かつ、データを送信するよう構成され、メモリは命令を記憶するよう構成され、プロセッサは、第１態様で提供される方法を実行すべく、メモリ内の命令を実行するよう構成される。

第６態様によれば、本願のある実施形態は更に、上述の態様でＳＭＦにより使用されるコンピュータソフトウェア命令を記憶するよう構成されているコンピュータ記憶媒体を提供する。ここで、コンピュータソフトウェア命令は、上述の態様を実行するよう設計されているプログラムを含む。

第7態様によれば、本願のある実施形態は、セッション管理機能ＳＭＦにより送信され、かつ、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護情報を含む、第１メッセージを受信するよう構成されている受信ユニットであって、セキュリティ保護情報には、セキュリティ保護アルゴリズムと、セキュリティ保護コンテキストを識別するために使用されるインデックスと、メッセージ認証コードとが含まれ、セキュリティ保護には、暗号化および復号保護ならびに完全性保護が含まれ、メッセージ認証コードは、完全性保護アルゴリズムとインデックスを使用することによって識別されるセキュリティ保護コンテキストに含まれる完全性保護キーとを使用することによってＳＭＦが第１メッセージの完全性保護を実行した後に生成される認証コードである、受信ユニットと、受信ユニットにより受信され、かつ、ユーザプレーンで使用される、セキュリティ保護情報に基づいて第１メッセージの認証を実行すること、および、第１メッセージの認証が成功したときに、ＵＥのユーザプレーン・セキュリティ保護を開始することを行うよう構成されている処理ユニットと、処理ユニットにより実行された第１メッセージの認証が成功したときに、ＵＥにより実行された第１メッセージの認証が成功したことを示すために使用される第２メッセージをＳＭＦに送信するよう構成されている送信ユニットとを含むユーザ機器ＵＥを提供する。

考えられるある実装において、ユーザプレーン・セキュリティ保護を開始するとき、処理ユニットは具体的に、ユーザプレーン暗号化および復号保護ならびに完全性保護を開始し、次にＳＭＦに第２メッセージを送信すべく送信ユニットを制御するよう構成されるか、または、ユーザプレーン・セキュリティ保護を開始するとき、処理ユニットは具体的に、ユーザプレーン・ダウンリンク復号保護および完全性保護を開始し、次にＳＭＦに第２メッセージを送信するよう送信ユニットを制御し、最後にユーザプレーン・アップリンク暗号化保護を開始するよう構成される。

考えられるある実装において、ユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護情報に基づいて第１メッセージの認証が実行された後、処理ユニットは更に、第１メッセージの認証が失敗したときに、ユーザプレーン・セキュリティ保護を開始しないことを決定するよう構成され、送信ユニットは更に、処理ユニットにより実行された第１メッセージの認証が失敗したときに、ＵＥにより実行された第１メッセージの認証が失敗したことを示すために使用される第４メッセージをＳＭＦに送信するよう構成される。

第８態様によれば、本願のある実施形態は、プロセッサと、メモリと、トランシーバとを含むＵＥを提供する。ここで、トランシーバはデータを受信し、かつ、データを送信するよう構成され、メモリは命令を記憶するよう構成され、プロセッサは、第２態様で提供される方法を実行すべく、メモリ内の命令を実行するよう構成される。

第９態様によれば、本願のある実施形態は更に、上述の態様でＵＥにより使用されるコンピュータソフトウェア命令を記憶するよう構成されているコンピュータ記憶媒体を提供する。ここで、コンピュータソフトウェア命令は、上述の態様を実行するよう設計されているプログラムを含む。

第１０態様によれば、本願のある実施形態は、セッション管理機能ＳＭＦにより送信され、かつ、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護アルゴリズムおよびセキュリティ保護コンテキストを含む、第３メッセージを受信するよう構成されている受信ユニットであって、第３メッセージは、セキュリティ保護アルゴリズムおよびセキュリティ保護コンテキストに基づいてユーザプレーン・セキュリティ保護を開始するようＵＰＦに命令するために使用され、セキュリティ保護には、暗号化および復号保護ならびに完全性保護が含まれる、受信ユニットと、受信ユニットにより受信された第３メッセージの指示に従ってユーザプレーン・セキュリティ保護を開始するよう構成されている処理ユニットとを備えるユーザプレーン機能ＵＰＦを提供する。

考えられるある実装において、ＳＭＦにより送信され、かつ、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護アルゴリズムおよびセキュリティ保護コンテキストを含む、第３メッセージを受信するとき、受信ユニットは具体的に、ＵＥがユーザプレーン・セキュリティ保護を開始することをＳＭＦが決定した後に、ＳＭＦにより送信された第３メッセージを受信すること、または、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護情報をＳＭＦがＵＥに送信した後に、ＳＭＦにより送信された第１トリガメッセージを受信することであって、第１トリガメッセージは、ユーザプレーン・ダウンリンク暗号化保護および完全性保護を開始するようＵＰＦをトリガするために使用される、受信すること、および、ＵＥがユーザプレーン・セキュリティ保護を開始することをＳＭＦが決定した後に、ＳＭＦにより送信された第２トリガメッセージを受信することであって、第２トリガメッセージは、ユーザプレーン・アップリンク復号保護を開始するようＵＰＦをトリガするために使用される、受信することを行うよう構成される。

第１１態様によれば、本願のある実施形態は、プロセッサと、メモリと、トランシーバとを含むＵＰＦを提供する。ここで、トランシーバはデータを受信し、かつ、データを送信するよう構成され、メモリは命令を記憶するよう構成され、プロセッサは、第１態様で提供される方法を実行すべく、メモリ内の命令を実行するよう構成される。

第１２態様によれば、本願のある実施形態は更に、上述の態様でＵＰＦにより使用されるコンピュータソフトウェア命令を記憶するよう構成されているコンピュータ記憶媒体を提供する。ここで、コンピュータソフトウェア命令は、上述の態様を実行するよう設計されているプログラムを含む。

５Ｇネットワークアーキテクチャの概略図である。

５Ｇネットワークアーキテクチャに基づくセッションセットアッププロセスの概略図である。

本願のある実施形態に係るセキュリティ保護ネゴシエーション方法の概略フローチャートである。

本願のある実施形態に係る、実施例１で提供されるセキュリティ保護ネゴシエーション方法の概略フローチャートである。本願のある実施形態に係る、実施例２で提供されるセキュリティ保護ネゴシエーション方法の概略フローチャートである。本願のある実施形態に係る、実施例３で提供されるセキュリティ保護ネゴシエーション方法の概略フローチャートである。本願のある実施形態に係る、実施例４で提供されるセキュリティ保護ネゴシエーション方法の概略フローチャートである。本願のある実施形態に係る、実施例４で提供されるセキュリティ保護ネゴシエーション方法の概略フローチャートである。本願のある実施形態に係る、実施例５で提供されるセキュリティ保護ネゴシエーション方法の概略フローチャートである。本願のある実施形態に係る、実施例５で提供されるセキュリティ保護ネゴシエーション方法の概略フローチャートである。本願のある実施形態に係る、実施例６で提供されるセキュリティ保護ネゴシエーション方法の概略フローチャートである。本願のある実施形態に係る、実施例６で提供されるセキュリティ保護ネゴシエーション方法の概略フローチャートである。本願のある実施形態に係る、実施例７で提供されるセキュリティ保護ネゴシエーション方法の概略フローチャートである。本願のある実施形態に係る、実施例７で提供されるセキュリティ保護ネゴシエーション方法の概略フローチャートである。本願のある実施形態に係る、実施例８で提供されるセキュリティ保護ネゴシエーション方法の概略フローチャートである。本願のある実施形態に係る、実施例８で提供されるセキュリティ保護ネゴシエーション方法の概略フローチャートである。本願のある実施形態に係る、実施例９で提供されるセキュリティ保護ネゴシエーション方法の概略フローチャートである。本願のある実施形態に係る、実施例９で提供されるセキュリティ保護ネゴシエーション方法の概略フローチャートである。本願のある実施形態に係る、実施例１０で提供されるセキュリティ保護ネゴシエーション方法の概略フローチャートである。本願のある実施形態に係る、実施例１１で提供されるセキュリティ保護ネゴシエーション方法の概略フローチャートである。本願のある実施形態に係る実施例１２で提供されるセキュリティ保護ネゴシエーション方法の概略フローチャートである。本願のある実施形態に係る実施例１２で提供されるセキュリティ保護ネゴシエーション方法の概略フローチャートである。本願のある実施形態に係る、実施例１３で提供されるセキュリティ保護ネゴシエーション方法の概略フローチャートである。本願のある実施形態に係る、実施例１４で提供されるセキュリティ保護ネゴシエーション方法の概略フローチャートである。本願のある実施形態に係る、実施例１４で提供されるセキュリティ保護ネゴシエーション方法の概略フローチャートである。本願のある実施形態に係る、実施例１５で提供されるセキュリティ保護ネゴシエーション方法の概略フローチャートである。本願のある実施形態に係る、実施例１５で提供されるセキュリティ保護ネゴシエーション方法の概略フローチャートである。本願のある実施形態に係る、実施例１６で提供されるセキュリティ保護ネゴシエーション方法の概略フローチャートである。本願のある実施形態に係る、実施例１６で提供されるセキュリティ保護ネゴシエーション方法の概略フローチャートである。本願のある実施形態に係る、実施例１７で提供されるセキュリティ保護ネゴシエーション方法の概略フローチャートである。本願のある実施形態に係る、実施例１８で提供されるセキュリティ保護ネゴシエーション方法の概略フローチャートである。

本願のある実施形態に係る別のセキュリティ保護ネゴシエーション方法の概略フローチャートである。

本願のある実施形態に係る、図３および図２２との関連で提供されるセキュリティ保護ネゴシエーション方法の概略フローチャートである。本願のある実施形態に係る、図３および図２２との関連で提供されるセキュリティ保護ネゴシエーション方法の概略フローチャートである。

本願のある実施形態に係るＳＭＦの概略構造図である。

本願のある実施形態に係る別のＳＭＦの概略構造図である。

本願のある実施形態に係るＵＥの概略構造図である。

本願のある実施形態に係る別のＵＥの概略構造図である。

本願のある実施形態に係るＵＰＦの概略構造図である。

本願のある実施形態に係る別のＵＰＦの概略構造図である。

以下では、本願の実施形態における添付図面を参照しながら、本願の実施形態における技術的解決策を明確かつ完全に説明する。

本願の実施形態で提供される技術的解決策は、５Ｇネットワークアーキテクチャに適用可能である。図１は、５Ｇネットワークアーキテクチャの概略図である。図１の５Ｇネットワークアーキテクチャは、ネットワークエレメントと、当該ネットワークエレメント間の通信に使用されるインタフェースとを含む。本願の実施形態で提供される技術的解決策は、５Ｇネットワークアーキテクチャに基づくセッションセットアップ手順に適用可能である。図２は、５Ｇネットワークアーキテクチャに基づいて提供されるセッションセットアッププロセスの概略図である。なお、本願の実施形態全てにおける技術的解決策は、５Ｇベースのスライスネットワークアーキテクチャにも適用可能である。サービスベースのスライスなどのエンドツーエンドスライスごとに、サービスベースのスライスのユーザプレーン・セキュリティ保護ネゴシエーションの手順が実装される。エンドツーエンドスライスの中心的手順は一貫しているが、実行ネットワークエレメントは５Ｇスライス構造に対応する。特に、ＳＭＦがスライスに配置されてよく、ＵＰＦ／ＳＰＣＦなどがスライス内のネットワークエレメントである。

５Ｇネットワークアーキテクチャおよび５Ｇネットワークアーキテクチャに基づくセッションセットアッププロセスのために、本願の実施形態は、現在のセッションに関するユーザプレーン・セキュリティ保護を開始すべく、５Ｇネットワークアーキテクチャに基づいてユーザ機器（ＵｓｅｒＥｑｕｉｐｍｅｎｔ、ＵＥ）とユーザプレーン機能（ＵｓｅｒＰｌａｎｅＦｕｎｃｔｉｏｎ、ＵＰＦ）とのネゴシエーションを実装するためのセキュリティ保護ネゴシエーション方法およびネットワークエレメントを提供する。セキュリティ保護には、暗号化および復号保護ならびに完全性保護が含まれる。暗号化保護とは、暗号化保護キーおよび暗号化保護アルゴリズムを使用することによって平文を暗号文に変換するプロセスを指す。復号保護は、暗号化保護の逆プロセスである。完全性保護とは、完全性保護キーおよび完全性保護アルゴリズムを使用することによってメッセージ認証コード（ＭｅｓｓａｇｅＡｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎＣｏｄｅ、ＭＡＣ）を生成するプロセスを指す。ユーザプレーン・セキュリティ保護ネゴシエーションとは、データセキュリティ保護を実行するＵＥおよびＵＰＦが、セキュリティ保護キーおよびセキュリティ保護アルゴリズムをそれぞれ対応するセキュリティ層でネゴシエートおよび同期し、ユーザプレーン・セキュリティ保護を開始するプロセスを指す。なお、本願の実施形態は更に、現在のセッションに関するユーザプレーン・セキュリティ保護を開始すべく５Ｇネットワークアーキテクチャに基づいてＵＥとｇＮＢとのネゴシエーションを実装するための、セキュリティ保護ネゴシエーションを実装できる方法およびネットワークエレメントを提供する。ｇＮＢは、次世代ＮｏｄｅＢ（ｎｅｘｔｇｅｎｅｒａｔｉｏｎＮｏｄｅＢａｓｅｓｔａｔｉｏｎ）と解釈されてよい。

当該方法および当該ネットワークエレメントは、同じ発明概念に基づいている。当該方法の問題解決原理は当該ネットワークエレメントの問題解決原理と同様であるため、当該方法および当該ネットワークエレメントの実装の相互参照が行われてよく、繰り返し説明はしない。本願の実施形態で提供される技術的解決策は、セッションセットアッププロセスの後に実行されてもよいし、セッションセットアッププロセスにおいて実行されてもよい。

本願の実施形態における主なネットワークエレメントには、ＵＥ、セッション管理機能（ＳｅｓｓｉｏｎＭａｎａｇｅｍｅｎｔＦｕｎｃｔｉｏｎ、ＳＭＦ）、ＵＰＦおよびセキュリティポリシー制御機能（ＳｅｃｕｒｉｔｙＰｏｌｉｃｙＣｏｎｔｒｏｌＦｕｎｃｔｉｏｎ、ＳＰＣＦ）が含まれる。

ＵＥは、ネットワークにアクセスできる端末デバイスである。例えば、ＵＥは、携帯電話またはタブレットコンピュータなどのインテリジェント端末デバイスであってよい。別の例として、ＵＥは、サーバ、ゲートウェイ、基地局またはコントローラなどの通信デバイスであってよい。更に別の例として、ＵＥは、センサ、電気メータまたは水道メータなどのモノのインターネットデバイスであってよい。

ＳＭＦは、ＵＥ用のセッションをセットアップ、削除または修正するプロセスにおいて関連シグナリングを制御するよう構成される。本願の実施形態におけるＳＭＦは、スライスに配置されてよい。この場合は、１つのスライスに１つまたは複数のＳＭＦがあってよい。代替的に、本願の実施形態におけるＳＭＦは、スライスの外側に配置されてもよい。すなわち、ＳＭＦはスライス間に配置される。

ＵＰＦは、データプレーンゲートウェイ、例えば、出力ゲートウェイ（ｅｇｒｅｓｓｇａｔｅｗａｙ）と呼ばれてもよい。ユーザデータは、このネットワークエレメントを使用することによってデータネットワーク（ＤａｔａＮｅｔｗｏｒｋ、ＤＮ）に到達する。ＵＰＦは、インターネットまたは第三者のサービスサーバなどであってよい。

ＳＰＣＦは、セキュリティポリシーを取得し、セキュリティポリシーをネゴシエートし、かつ、セキュリティポリシーを定めるよう構成される。具体的に言うと、ＳＰＣＦは、セキュリティ保護アルゴリズムを選択してよい。例えば、予め取得または記憶されたネットワーク側のセキュリティアルゴリズムリストおよびＵＥのセキュリティ能力リストに基づいて、ＳＰＣＦは交差集合を取得し、暗号化アルゴリズムおよび完全性保護アルゴリズムを含む、最後に使用されるべきセキュリティアルゴリズムを選択する優先度を分類する。

以下では、添付図面を参照しながら本願の実施形態について詳しく説明する。なお、本願の実施形態の提示順序は、実施形態の順序だけを表しており、実施形態で提供される技術的解決策の優先度を表しているわけではない。

[実施形態１] 図３に示す通り、本願のこの実施形態は、セキュリティ保護ネゴシエーション方法を提供する。ネットワークエレメント間の対話手順は以下の通りである。

Ｓ３０１：ＳＭＦが、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護情報を決定する。

Ｓ３０１におけるセキュリティ保護情報には、セキュリティ保護アルゴリズムと、セキュリティ保護コンテキストを識別するために使用されるインデックスと、メッセージ認証コードとが含まれるが、これらに限定されるわけではない。セキュリティ保護には、暗号化および復号保護ならびに完全性保護が含まれる。メッセージ認証コードは、完全性保護アルゴリズムおよび完全性保護アルゴリズムを使用することによってＳＭＦが第１メッセージの計算を実行した後に取得される認証コードである。セキュリティ保護コンテキストは、暗号化および復号保護コンテキストならびに完全性保護コンテキストを含むので、暗号化および復号保護コンテキストは、暗号化および復号保護キーを含み、完全性保護コンテキストは、完全性保護キーを含み、完全性保護キーは、セキュリティ保護コンテキストを識別するために使用されるインデックスを使用することによって識別され得る。

Ｓ３０１でＳＭＦにより決定され、かつ、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用される、セキュリティ保護情報は具体的に、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用される暗号化および復号保護アルゴリズム、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用される完全性保護アルゴリズム、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用される暗号化および復号保護コンテキストを識別するために使用されるインデックス、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用される完全性保護コンテキストを識別するために使用されるインデックス、およびメッセージ認証コードといった情報を含むことを上述の説明から理解されたい。現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用される暗号化および復号保護コンテキストを識別するために使用されるインデックスと、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用される完全性保護コンテキストを識別するために使用されるインデックスとは、同じインデックスであってもよいし、異なるインデックスであってもよい。例えば、現在のセッションの識別子／スライス識別子が、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用される暗号化および復号保護コンテキストを識別するために使用されるインデックスとして、および、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用される完全性保護コンテキストを識別するために使用されるインデックスとして使用されてよい。

Ｓ３０１におけるセキュリティ保護情報は更に、ＵＥのセキュリティ能力を含んでよく、ＵＥのセキュリティ能力は、セキュリティ能力認証を実行するためにＵＥにより使用される。

この実施形態において、Ｓ３０１で、ＳＭＦは、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護アルゴリズムを以下の２つの方式で決定することができる。セキュリティ保護アルゴリズムには、暗号化および復号保護アルゴリズムならびに完全性保護アルゴリズムが含まれる。

方式１において、ＳＭＦは、ＳＰＣＦによりネゴシエーションで決定され、かつ、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用される、セキュリティ保護アルゴリズムをＳＰＣＦから取得する。

方式１において、ＳＰＣＦは、ユーザプレーンの元のセキュリティ保護アルゴリズムを全て記憶し、ＳＰＣＦは、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護アルゴリズムを、ユーザプレーンの元のセキュリティ保護アルゴリズムに基づいてネゴシエーションで自律的に決定し、ＳＭＦは、ＳＰＣＦによりネゴシエーションで決定され、かつ、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用される、セキュリティ保護アルゴリズムをＳＰＣＦから取得する。

方式２において、ＳＭＦは、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護アルゴリズムをネゴシエーションで自律的に決定する。

方式２において、ＳＰＣＦは、ユーザプレーンの元のセキュリティ保護アルゴリズムを全て記憶し、ＳＭＦは、ユーザプレーンの元のセキュリティ保護アルゴリズムをＳＰＣＦから取得し、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護アルゴリズムを、取得したユーザプレーンの元のセキュリティ保護アルゴリズムに基づいてネゴシエーションで自律的に決定する。

代替的に、方式２において、ＳＭＦは、ＵＥによりサポートされるセキュリティ保護アルゴリズム／セキュリティ能力と、ネットワークによりサポートされるセキュリティ保護アルゴリズム／セキュリティ能力とを既に取得しており、ＳＰＣＦは、現在のセッションが属するサービスによりサポートされるセキュリティ保護アルゴリズム／セキュリティ能力を取得し、当該セキュリティ保護アルゴリズム／セキュリティ能力をＳＭＦに返し、次に、ＳＭＦは、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護アルゴリズムを、上述のセキュリティアルゴリズム全てに基づいてネゴシエーションで自律的に決定する。

方式１および方式２において、ＳＰＣＦがネットワークに配置されるとき、ＳＰＣＦは、独立して配置されてもよいし、セキュリティアンカー機能（ＳｅｃｕｒｉｔｙＡｎｃｈｏｒＦｕｎｃｔｉｏｎ、ＳＥＡＦ）、認証サーバ機能（ＡｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎＳｅｒｖｅｒＦｕｎｃｔｉｏｎ、ＡＵＳＦ）およびＳＭＦのいずれか１つに配置されてもよい。ＳＥＡＦおよびＡＵＳＦはどちらも、セキュリティ認証機能を有するネットワークエレメントである。

ＳＰＣＦがＳＥＡＦまたはＡＵＳＦに配置される場合は、方式１は、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護アルゴリズムをＳＭＦがＳＥＡＦまたはＡＵＳＦから取得する方式と解釈されてよく、方式２は、ＳＭＦがＳＥＡＦまたはＡＵＳＦからユーザプレーンの元のセキュリティ保護アルゴリズムを取得する方式と解釈されてもよいし、方式２は、現在のセッションが属するサービスによりサポートされるセキュリティ保護アルゴリズム／セキュリティ能力をＳＭＦがＳＥＡＦまたはＡＵＳＦから取得する方式と解釈されてもよい。ＳＰＣＦがＳＭＦに配置される場合は、方式１は、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護アルゴリズムをＳＭＦがネゴシエーションで自律的に決定する方式と解釈されてよく、方式２は、ＳＭＦがユーザプレーンの元のセキュリティ保護アルゴリズムを全て記憶する方式と解釈されてもよいし、方式２は、現在のセッションが属するサービスによりサポートされるセキュリティ保護アルゴリズム／セキュリティ能力をＳＭＦが取得している方式と解釈されてもよい。

方式１であるか方式２であるかに関わりなく、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護アルゴリズムをネゴシエーションで決定するための方法は同じである。具体的に言うと、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護アルゴリズムは、ＵＥによりサポートされるセキュリティ保護アルゴリズム／セキュリティ能力、ネットワークによりサポートされるセキュリティ保護アルゴリズム／セキュリティ能力、および、現在のセッションが属するサービスによりサポートされるセキュリティ保護アルゴリズム／セキュリティ能力に基づいてネゴシエーションで決定される。例えば、ＵＥによりサポートされるセキュリティ保護アルゴリズム、ネットワークによりサポートされるセキュリティ保護アルゴリズム、および、現在のセッションが属するサービスによりサポートされるセキュリティ保護アルゴリズム間の交差アルゴリズムが決定され、決定された交差アルゴリズムから、優先度の最も高いアルゴリズムが、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護アルゴリズムとして選択される。

この実施形態において、ＳＭＦは、ユーザプレーン・ルートキーＫｕｐを取得または導出した後にユーザプレーン・セキュリティ保護ネゴシエーションプロセスを開始してもよいし、ユーザプレーン暗号化および復号キーならびにユーザプレーン完全性保護キーを生成および配布した後にユーザプレーン・セキュリティ保護ネゴシエーションプロセスを開始してもよい。ユーザプレーン・セキュリティ保護ネゴシエーションプロセスとは、この実施形態で提供されるセキュリティ保護ネゴシエーション方法の実行を指す。なお、ＳＭＦがユーザプレーン・ルートキーＫｕｐを取得または導出するために使用される方法、および、ユーザプレーン・ルートキーＫｕｐに基づいてＳＭＦがユーザプレーン暗号化および復号キーならびにユーザプレーン完全性保護キーを生成および配布するために使用される方法については、従来技術を参照されたい。本明細書では詳細について説明しない。

Ｓ３０２：ＳＭＦは、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護情報を含む第１メッセージをＵＥに送信する。

Ｓ３０２における第１メッセージは、ユーザプレーン・セキュリティモード要求（ＳｅｃｕｒｉｔｙＭｏｄｅＣｏｍｍａｎｄ）メッセージであってよい。

この実施形態で提供されるセキュリティ保護ネゴシエーション方法が現在のセッションをセットアップするプロセスの後に実行されるとき、ＳＭＦは、Ｓ３０１の前に現在のセッションをセットアップする。

この実施形態で提供されるセキュリティ保護ネゴシエーション方法が、現在のセッションをセットアップするプロセスにおいて実行されるとき、Ｓ３０１の前に、ＵＥは、現在のセッションをセットアップするよう要求するために使用されるセッションセットアップ要求メッセージをＳＭＦに送信する。セッションセットアップ要求メッセージを受信した後、ＳＭＦは、ユーザプレーンの終端点として機能するネットワークエレメントを決定する必要がある。ユーザプレーンの終端点は、ユーザプレーン・セキュリティ保護を開始する必要があるＵＥ以外のネットワークエレメントである。図３に示す方法において、ＳＭＦにより決定され、かつ、ユーザプレーンのものである、終端点はＵＰＦである。ユーザプレーンの終端点がＵＰＦであることを決定した後、ＳＭＦは、無線アクセスネットワーク（ＲａｄｉｏＡｃｃｅｓｓＮｅｔｗｏｒｋ、ＲＡＮ）に通知メッセージを送信する。通知メッセージは、ＵＥとＵＰＦとのユーザプレーン・セキュリティ保護ネゴシエーションの方法を実行するようＳＭＦに命令するために使用される。次に、ＳＭＦはＳ３０１を実行する。Ｓ３０２を実行するとき、ＳＭＦは、セッションセットアップ応答メッセージをＵＥに送信して、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護情報をＵＥに送信する。

なお、上述のプロセスにおいて、ユーザプレーンのものであり、かつ、ＵＥにより送信されたセッションセットアップ要求メッセージをＳＭＦが受信した後にＳＭＦにより決定される、終端点は代替的にｇＮＢであってもよい。このシナリオにおいて、以下の実施形態では、ＵＥとｇＮＢとのユーザプレーン・セキュリティ保護ネゴシエーションを実装するための方法について説明する。

Ｓ３０３：ＵＥは、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護情報に基づいて第１メッセージの認証を実行する。

Ｓ３０３でＵＥが第１メッセージの認証を実行するための方法は、ＵＥにより導出された完全性保護キーおよび完全性保護アルゴリズムに基づいてＵＥが第１メッセージの計算を実行して、メッセージ認証コードを取得する必要がある段階と、ＵＥにより実行された計算から取得されるメッセージ認証コードを、ＳＭＦにより送信された受信メッセージ認証コードとＵＥが比較する段階とを含む。２つのメッセージ認証コードが同じであるとき、そのことは、第１メッセージが改ざんされておらず、ＵＥにより実行された第１メッセージの完全性保護認証が成功したことを示す。２つのメッセージ認証コードが異なるとき、ＵＥは、第１メッセージの完全性保護認証が失敗したことを決定する。

ＳＭＦによりＵＥへ送信されるセキュリティ保護情報が更にＵＥのセキュリティ能力を含むとき、ＵＥは更に、第１メッセージの完全性保護認証を実行する前にセキュリティ能力認証を実行する必要がある。具体的に言うと、ＵＥは、セキュリティ保護情報に含まれるＵＥのセキュリティ能力を、ＵＥに記憶されているセキュリティ能力と比較し、２つのセキュリティ能力が同じである場合は、セキュリティ能力認証が成功し、２つのセキュリティ能力が異なる場合は、セキュリティ能力認証が失敗する。ＵＥにより実行されるセキュリティ能力認証は、競り下げ攻撃を防止することができる。ＵＥがセキュリティ能力認証を実行するプロセスについては、従来技術を参照されたい。本明細書では詳細について説明しない。

完全性保護認証およびセキュリティ能力認証がどちらも成功した場合は、ＵＥにより実行された第１メッセージの認証が成功したものとみなされる。完全性保護認証およびセキュリティ能力認証のいずれかが失敗した場合は、ＵＥにより実行された第１メッセージの認証が失敗したものとみなされる。

Ｓ３０４：ＵＥにより実行された第１メッセージの認証が成功したときに、ＵＥはユーザプレーン・セキュリティ保護を開始する。

ＵＥが開始するユーザプレーン・セキュリティ保護には、ＵＥが現在のセッションプロセスのために開始するユーザプレーン暗号化および復号保護ならびに完全性保護が含まれ、暗号化および復号保護には、アップリンク暗号化保護およびダウンリンク復号保護が含まれる。

Ｓ３０５：ＵＥにより実行された第１メッセージの認証が成功したとき、ＵＥは、ＵＥにより実行された第１メッセージの認証が成功したことを示すために使用される第２メッセージをＳＭＦに送信する。

Ｓ３０５における第２メッセージは、ユーザプレーン・セキュリティモード完了（ＳｅｃｕｒｉｔｙＭｏｄｅＣｏｍｐｌｅｔｅ）メッセージであってよい。第２メッセージは、メッセージ認証コードを保持してよい。メッセージ認証コードは、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用される完全性保護キーおよび完全性保護アルゴリズムに基づいてＵＥが第２メッセージの計算を実行した後に取得される認証コードである。第２メッセージは、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用されるアップリンク暗号化保護キーおよびアップリンク暗号化保護アルゴリズムを使用することによって暗号化および署名される。

なお、この実施形態では、Ｓ３０４およびＳ３０５の順序が限定されない。

例えば、Ｓ３０４およびＳ３０５は、以下の通り実行されてよい。ＵＥにより実行された第１メッセージの認証が成功したとき、ＵＥは、ユーザプレーン暗号化および復号保護ならびに完全性保護を開始し、次にＵＥにより実行された第１メッセージの認証が成功したことを示すために使用される第２メッセージをＳＭＦに送信する。ここで、暗号化および復号保護には、アップリンク暗号化保護およびダウンリンク復号保護が含まれる。別の例として、Ｓ３０４およびＳ３０５は、以下の通り実行されてよい。ＵＥは、ユーザプレーン・ダウンリンク復号保護および完全性保護を開始し、次にＵＥにより実行された第１メッセージの認証が成功したことを示すために使用される第２メッセージをＳＭＦに送信し、ＵＥは、第２メッセージを送信した後にユーザプレーン・アップリンク暗号化保護を開始する。更に別の例として、Ｓ３０４およびＳ３０５は、以下の通り実行されてよい。ＵＥにより実行された第１メッセージの認証が成功したとき、ＵＥはまず、ＵＥにより実行された第１メッセージの認証が成功したことを示すために使用される第２メッセージをＳＭＦに送信し、次にユーザプレーン暗号化および復号保護ならびに完全性保護を開始する。

この実施形態では、Ｓ３０３において現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護情報に基づいてＵＥが第１メッセージの認証を実行した後、ＵＥにより実行された第１メッセージの認証が失敗したときに、ＵＥは、ユーザプレーン・セキュリティ保護を開始しないことを決定し、ＵＥにより実行された第１メッセージの認証が失敗したことを示すために使用される第４メッセージをＳＭＦに送信する。すなわち、ＵＥにより実行された第１メッセージの認証が失敗したときに、図３に示すセキュリティ保護ネゴシエーション方法の手順が終了する。

Ｓ３０６：ＳＭＦは、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護アルゴリズムおよびセキュリティ保護コンテキストを含む第３メッセージをＵＰＦに送信する。ここで、第３メッセージは、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護アルゴリズムおよびセキュリティ保護コンテキストに基づいてユーザプレーン・セキュリティ保護を開始するようＵＰＦをトリガするために使用される。

セキュリティ保護コンテキストには、暗号化および復号保護キーならびに完全性保護キーが含まれる。

Ｓ３０７：ＵＰＦは、第３メッセージの指示に従ってユーザプレーン・セキュリティ保護を開始する。

この実施形態において、ＵＰＦが開始するユーザプレーン・セキュリティ保護には、ＵＰＦが現在のセッションプロセスのために開始するユーザプレーン暗号化および復号保護ならびに完全性保護が含まれ、暗号化および復号保護には、ダウンリンク暗号化保護およびアップリンク復号保護が含まれる。

Ｓ３０６：ＳＭＦは、１つのメッセージを使用することによって、ユーザプレーン・セキュリティ保護を開始するようＵＰＦをトリガしてよい。この場合、Ｓ３０７において、ＵＰＦは、ＳＭＦにより送信されたメッセージに基づいてユーザプレーン・セキュリティ保護を同じ時機に開始してよい。例えば、Ｓ３０６において、ＵＥがユーザプレーン・セキュリティ保護を開始することをＳＭＦが決定した後に、ＳＭＦは、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護アルゴリズムおよびセキュリティ保護コンテキストを含む第３メッセージをＵＰＦに送信する。Ｓ３０７において、ＵＰＦは、第３メッセージの指示に従ってダウンリンク暗号化保護、完全性保護およびアップリンク復号保護を開始する。

代替的に、Ｓ３０６において、ＳＭＦは、複数のメッセージを使用することによって、ユーザプレーン・セキュリティ保護を開始するようＵＰＦをトリガしてよい。複数のメッセージは、異なる時機に送信されてよい。この場合、Ｓ３０７において、ＵＰＦは、ＳＭＦにより送信された複数のメッセージに基づいてユーザプレーン・セキュリティ保護を異なる時機に開始してよい。例えば、Ｓ３０６において、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護情報をＳＭＦがＵＥに送信した後に、ＳＭＦは、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護アルゴリズムおよびセキュリティ保護コンテキストを含む第１トリガメッセージをＵＰＦに送信する。ここで、第１トリガメッセージは、ユーザプレーン・ダウンリンク暗号化保護および完全性保護を開始するようＵＰＦをトリガするために使用される。ＵＥがユーザプレーン・セキュリティ保護を開始することをＳＭＦが決定した後に、ＳＭＦは、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護アルゴリズムおよびセキュリティ保護コンテキストを含む第２トリガメッセージをＵＰＦに送信する。ここで、第２トリガメッセージは、ユーザプレーン・アップリンク復号保護を開始するようＵＰＦをトリガするために使用される。Ｓ３０７において、ＵＰＦは、第１トリガメッセージの指示に従ってダウンリンク暗号化保護および完全性保護を開始し、第２トリガメッセージの指示に従ってアップリンク復号保護を開始する。第１トリガメッセージは、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用される、ダウンリンク暗号化アルゴリズムおよびキー、ならびに、完全性保護アルゴリズムおよびキーだけを含んでよく、第２トリガメッセージは、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用されるアップリンク復号アルゴリズムおよびキーだけを含んでよい。

図３に示すセキュリティ保護ネゴシエーション方法によれば、ＵＥおよびＵＰＦは、それぞれ対応するユーザプレーン・セキュリティ保護を開始すべくネゴシエートすることができる。５Ｇネットワークアーキテクチャにおけるユーザプレーン接続がセッションに基づいてセットアップされ、図３に示す方法に従って、ＵＥおよびＵＰＦは、それぞれ対応するセッション粒度ベースのユーザプレーン・セキュリティ保護を開始すべくネゴシエートすることができる。そのため、図３に示す方法は、ユーザプレーン・セキュリティ保護に関する５Ｇネットワークアーキテクチャの要件を満たすことができる。

図３に示すセキュリティ保護ネゴシエーション方法に基づき、当該方法は、これらの実施形態において適切に拡大および修正される。以下では、実施例を使用することにより当該方法について説明する。

実施例１

図４は、ある実施形態に係るセキュリティ保護ネゴシエーション方法の概略フローチャートである。図３に示す方法との主な違いは、図４に示す方法では、ＵＥが図３とは異なる時機にユーザプレーン・セキュリティ保護を開始することにある。図４に示す方法において、第１メッセージの認証が成功した後に、ＵＥはまず、ＵＥにより実行された第１メッセージの認証が成功したことを示すために使用される第２メッセージ、すなわちセキュリティモード完了メッセージをＳＭＦに送信し、ＵＥは次に、ユーザプレーン・セキュリティ保護を開始する。図４に示す方法の他の段階については、図３に示す方法を参照されたい。本明細書では詳細について改めて説明しない。

実施例２

図５は、ある実施形態に係るセキュリティ保護ネゴシエーション方法の概略フローチャートである。図３に示す方法との主な違いは、図５に示す方法では、ＵＰＦが図３とは異なる時機にユーザプレーン・セキュリティ保護を開始することにある。図５に示す方法では、ＳＭＦが、ユーザプレーン・セキュリティ保護を開始するよう異なる時機にＵＰＦをトリガする。詳細は以下の通りである。現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護情報をＵＥに送信した後に、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護アルゴリズムおよびセキュリティ保護コンテキストを含む第１トリガメッセージをＳＭＦがＵＰＦに送信する。第１トリガメッセージは、ユーザプレーン・ダウンリンク暗号化保護および完全性保護を開始するようＵＰＦをトリガするために使用される。ＵＰＦは、第１トリガメッセージを受信した後にユーザプレーン・ダウンリンク暗号化保護および完全性保護を開始する。ＵＥにより実行された第１メッセージの認証が成功したことを決定した後に、ＳＭＦは、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護アルゴリズムおよびセキュリティ保護コンテキストを含む第２トリガメッセージをＵＰＦに送信する。第２トリガメッセージは、ユーザプレーン・アップリンク復号保護を開始するようＵＰＦをトリガするために使用される。ＵＰＦは、第２トリガメッセージを受信した後にユーザプレーン・アップリンク復号保護を開始する。図５に示す方法の他の段階については、図３に示す方法を参照されたい。本明細書では詳細について改めて説明しない。

実施例３

図６は、ある実施形態に係るセキュリティ保護ネゴシエーション方法の概略フローチャートである。図３に示す方法との主な違いは、図６に示す方法では、ＵＥおよびＵＰＦがどちらも図３とは異なる時機にユーザプレーン・セキュリティ保護を開始することにある。図６に示す方法において、ＵＥにより実行された第１メッセージの認証が成功した後に、ＵＥは、ユーザプレーン・ダウンリンク復号保護および完全性保護を開始し、次にＵＥにより実行された第１メッセージの認証が成功したことを示すために使用される第２メッセージ、すなわちセキュリティモード完了メッセージをＳＭＦに送信する。ＵＥは、第２メッセージを送信した後にユーザプレーン・アップリンク暗号化保護を開始する。ＵＰＦがユーザプレーン・セキュリティ保護を開始する方法については、図５に示す方法を参照されたい。図６に示す方法の他の段階については、図３に示す方法を参照されたい。本明細書では詳細について改めて説明しない。

実施例４

図７Ａおよび図７Ｂは、ある実施形態に係るセキュリティ保護ネゴシエーション方法の概略フローチャートである。図３に示す方法との主な違いは、図６に示す方法では、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護アルゴリズムをＳＰＣＦがネゴシエーションで決定するプロセスが追加されることにある。

図７Ａおよび図７Ｂに示す方法において、ＳＭＦはまず、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護アルゴリズムをネゴシエーションで決定するようＳＰＣＦをトリガする。セキュリティ保護アルゴリズムには、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用される暗号化および復号保護アルゴリズムならびに完全性保護アルゴリズムが含まれる。ＳＰＣＦは、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護アルゴリズムを、ＵＥによりサポートされるセキュリティ保護アルゴリズム／セキュリティ能力、ネットワークによりサポートされるセキュリティ保護アルゴリズム／セキュリティ能力、および、現在のセッションが属するサービスによりサポートされるセキュリティ保護アルゴリズム／セキュリティ能力に基づいてネゴシエーションで決定する。ＳＰＣＦは、ネゴシエーションで決定され、かつ、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用される、セキュリティ保護アルゴリズムをＳＭＦに送信する。図７Ａおよび図７Ｂに示す方法において、図３に示す方法は、上述のプロセスの後に実行される。現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護アルゴリズムをＳＭＦがＳＰＣＦから取得するプロセスは、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護情報をＳＭＦが決定するプロセスの一部であるべきことを理解されたい。図７Ａおよび図７Ｂに示す方法の他の段階については、図３に示す方法を参照されたい。本明細書では詳細について改めて説明しない。

なお、図７Ａおよび図７Ｂに示す方法は、この実施形態で適切に拡大および修正されてよい。例えば、ＳＰＣＦにより送信され、かつ、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用される、セキュリティ保護アルゴリズムをＳＭＦが受信した後に、ＳＭＦは、ユーザプレーン・セキュリティ保護を開始するようＵＰＦをトリガする。

実施例５

図８Ａおよび図８Ｂは、ある実施形態に係るセキュリティ保護ネゴシエーション方法の概略フローチャートである。図３に示す方法との主な違いは、図８Ａおよび図８Ｂに示す方法では、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護アルゴリズムをＳＰＣＦがネゴシエーションで決定するプロセスが追加され、かつ、ＵＥが図３とは異なる時機にユーザプレーン・セキュリティ保護を開始することにある。図８Ａおよび図８Ｂに示す方法に追加され、かつ、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護アルゴリズムをＳＰＣＦがネゴシエーションで決定する、プロセスについては、図７Ａおよび図７Ｂに示す方法における対応する部分を参照されたい。図８Ａおよび図８Ｂに示す方法でＵＥがユーザプレーン・セキュリティ保護を開始する時機については、図４に示す方法における対応する部分を参照されたい。図８Ａおよび図８Ｂに示す方法の他の段階については、図３に示す方法を参照されたい。本明細書では詳細について改めて説明しない。

実施例６

図９Ａおよび図９Ｂは、ある実施形態に係るセキュリティ保護ネゴシエーション方法の概略フローチャートである。図３に示す方法との主な違いは、図９Ａおよび図９Ｂに示す方法では、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護アルゴリズムをＳＰＣＦがネゴシエーションで決定するプロセスが追加され、かつ、ＵＰＦが図３とは異なる時機にユーザプレーン・セキュリティ保護を開始することにある。図９Ａおよび図９Ｂに示す方法に追加され、かつ、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護アルゴリズムをＳＰＣＦがネゴシエーションで決定する、プロセスについては、図７Ａおよび図７Ｂに示す方法における対応する部分を参照されたい。図９Ａおよび図９Ｂに示す方法でＵＰＦがユーザプレーン・セキュリティ保護を開始する時機については、図５に示す方法における対応する部分を参照されたい。図９Ａおよび図９Ｂに示す方法の他の段階については、図３に示す方法を参照されたい。本明細書では詳細について改めて説明しない。

実施例７

図１０Ａおよび図１０Ｂは、ある実施形態に係るセキュリティ保護ネゴシエーション方法の概略フローチャートである。図３に示す方法との主な違いは、図１０Ａおよび図１０Ｂに示す方法では、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護アルゴリズムをＳＰＣＦがネゴシエーションで決定するプロセスが追加され、かつ、ＵＥおよびＵＰＦがどちらも図３とは異なる時機にユーザプレーン・セキュリティ保護を開始することにある。図１０Ａおよび図１０Ｂに示す方法に追加され、かつ、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護アルゴリズムをＳＰＣＦがネゴシエーションで決定する、プロセスについては、図７Ａおよび図７Ｂに示す方法における対応する部分を参照されたい。図１０Ａおよび図１０Ｂに示す方法でＵＥがユーザプレーン・セキュリティ保護を開始する時機については、図４に示す方法における対応する部分を参照されたい。図１０Ａおよび図１０Ｂに示す方法でＵＰＦがユーザプレーン・セキュリティ保護を開始する時機については、図５に示す方法における対応する部分を参照されたい。図１０Ａおよび図１０Ｂに示す方法の他の段階については、図３に示す方法を参照されたい。本明細書では詳細について改めて説明しない。

実施例８

図１１Ａおよび図１１Ｂは、ある実施形態に係るセキュリティ保護ネゴシエーション方法の概略フローチャートである。図１０Ａおよび図１０Ｂに示す方法との主な違いは、図１１Ａおよび図１１Ｂに示す方法では、ユーザプレーン・セキュリティ保護ネゴシエーション方法がシグナリングプレーン・セキュリティ保護ネゴシエーション方法と組み合わせられることにある。

図１１Ａおよび図１１Ｂに示す方法では、ユーザプレーン・セキュリティ保護ネゴシエーション方法に加えて、シグナリングプレーン・セキュリティ保護ネゴシエーション方法で、現在のセッションにおけるシグナリングプレーンで使用されるセキュリティ保護情報、例えばキーおよびアルゴリズムをＳＭＦが決定する。ＳＭＦは、第１メッセージを使用することによって、現在のセッションプロセスにおけるシグナリングプレーンで使用されるセキュリティ保護情報をＵＥに送信する。ＵＥは、現在のセッションプロセスにおけるシグナリングプレーンで使用されるセキュリティ保護情報に基づいて第１メッセージの認証を実行する。認証が成功したときに、ＵＥは、第２メッセージを使用することによって、現在のセッションプロセスにおけるシグナリングプレーンで使用されるセキュリティ保護情報をＳＭＦに送信する。なお、シグナリングプレーン・セキュリティ保護ネゴシエーション方法については、従来技術を参照されたく、図１１Ａおよび図１１Ｂに示す方法におけるユーザプレーン・セキュリティ保護ネゴシエーション方法については、図１０Ａおよび図１０Ｂに示す方法を参照されたい。本明細書では詳細について改めて説明しない。

実施例９

図１２Ａおよび図１２Ｂは、ある実施形態に係るセキュリティ保護ネゴシエーション方法の概略フローチャートである。図７Ａおよび図７Ｂに示す方法との主な違いは、図１２Ａおよび図１２Ｂに示す方法では、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーン・セキュリティ保護ネゴシエーション方法が、現在のセッションをセットアップするプロセスと組み合わせられることにある。

図１２Ａおよび図１２Ｂに示す方法において、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーン・セキュリティ保護ネゴシエーションプロセスが実行される前に、ＵＥは、現在のセッションをセットアップするよう要求するために使用されるセッションセットアップ要求メッセージをＳＭＦに送信する。現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーン・セキュリティ保護ネゴシエーションプロセスが実行されるとき、ＳＭＦは、セッションセットアップ応答メッセージを使用することによって、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護情報をＵＥに送信する。ＵＥにより実行された第１メッセージの認証が成功したことを決定した後、ＳＭＦは、現在のセッションをセットアップし、ユーザプレーン・セキュリティ保護を開始するようＵＰＦをトリガする。図１２Ａおよび図１２Ｂに示す方法での現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーン・セキュリティ保護ネゴシエーション方法については、図７Ａおよび図７Ｂに示す方法を参照されたい。本明細書では詳細について改めて説明しない。

実施例１０

図１３は、ある実施形態に係るセキュリティ保護ネゴシエーション方法の概略フローチャートである。図３に示す方法との主な違いは、図１３に示す方法では、ＳＰＣＦがユーザプレーン・セキュリティ保護アルゴリズムを記憶することが定められており、ＳＭＦがＳＰＣＦからユーザプレーン・セキュリティ保護アルゴリズムを取得した後に、現在のセッションにおけるユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護アルゴリズムをＳＭＦがネゴシエーションで自律的に決定することにある。図１３に示す方法におけるユーザプレーン・セキュリティ保護ネゴシエーション方法については、図３に示す方法を参照されたい。本明細書では詳細について改めて説明しない。

実施例１１

図１４は、ある実施形態に係るセキュリティ保護ネゴシエーション方法の概略フローチャートである。図１４に示す方法と図３に示す方法との主な違いは、以下の通りである。現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーン・セキュリティ保護ネゴシエーションプロセスを実行するようＳＭＦがＳＥＡＦをトリガする。ＳＥＡＦおよびＵＥは、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護情報をネゴシエートする。ネゴシエーションの後、ＳＥＡＦは、ネゴシエーションで取得され、かつ、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用される、セキュリティ保護情報をＳＭＦに送信する。ＳＭＦは、ユーザプレーン・セキュリティ保護を開始するようＵＰＦをトリガする。図１４に示す方法でＳＥＡＦにより実行されるユーザプレーン・セキュリティ保護ネゴシエーション方法については、図３に示す方法でＳＭＦにより実行されるユーザプレーン・セキュリティ保護ネゴシエーション方法を参照されたい。本明細書では詳細について改めて説明しない。

実施例１２

図１５Ａおよび図１５Ｂは、ある実施形態に係るセキュリティ保護ネゴシエーション方法の概略フローチャートである。図１４に示す方法との主な違いは、図１５Ａおよび図１５Ｂに示す方法では、ＳＰＣＦがユーザプレーン・セキュリティ保護アルゴリズムを記憶することが定められており、ＳＥＡＦがＳＰＣＦからユーザプレーン・セキュリティ保護アルゴリズムを取得した後に、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護アルゴリズムをＳＥＡＦがネゴシエーションで自律的に決定することにある。図１３に示す方法におけるユーザプレーン・セキュリティ保護ネゴシエーション方法については、図１４に示す方法を参照されたい。本明細書では詳細について改めて説明しない。

実施例１３

図１６は、ある実施形態に係るセキュリティ保護ネゴシエーション方法の概略フローチャートである。図３に示す方法との主な違いは、図１６に示す方法では、ユーザプレーン・セキュリティ保護ネゴシエーションプロセスを実行するようＵＰＦがＳＭＦをトリガすることにある。図１６に示す方法でＳＭＦにより実行されるユーザプレーン・セキュリティ保護ネゴシエーション方法については、図３に示す方法を参照されたい。本明細書では詳細について改めて説明しない。

実施例１４

図１７Ａおよび図１７Ｂは、ある実施形態に係るセキュリティ保護ネゴシエーション方法の概略フローチャートである。図１５Ａおよび図１５Ｂに示す方法との主な違いは、図１７Ａおよび図１７Ｂに示す方法では、ユーザプレーン・セキュリティ保護ネゴシエーションプロセスを実行するようＵＰＦがＳＭＦをトリガし、次にユーザプレーン・セキュリティ保護ネゴシエーションプロセスを実行するようＳＭＦがＳＥＡＦをトリガすることにある。図１７Ａおよび図１７Ｂに示す方法でＳＥＡＦにより実行されるユーザプレーン・セキュリティ保護ネゴシエーション方法については、図１５Ａおよび図１５Ｂに示す方法を参照されたい。本明細書では詳細について改めて説明しない。

実施例１５

図１８Ａおよび図１８Ｂは、ある実施形態に係るセキュリティ保護ネゴシエーション方法の概略フローチャートである。図１８Ａおよび図１８Ｂに示す方法と図１５Ａおよび図１５Ｂに示す方法との主な違いは、以下の通りである。ユーザプレーン・セキュリティ保護ネゴシエーションプロセスを実行するようＳＭＦがアクセスおよびモビリティ機能（ＡｃｃｅｓｓａｎｄＭｏｂｉｌｉｔｙＦｕｎｃｔｉｏｎ、ＡＭＦ）をトリガする。ＡＭＦおよびＵＥは、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護情報をネゴシエートする。ネゴシエーションの後、ＡＭＦは、ネゴシエーションで取得され、かつ、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用される、セキュリティ保護情報をＳＭＦに送信する。ＳＭＦは、ユーザプレーン・セキュリティ保護を開始するようＵＰＦをトリガする。図１８Ａおよび図１８Ｂに示す方法でＡＭＦにより実行されるユーザプレーン・セキュリティ保護ネゴシエーション方法については、図１５Ａおよび図１５Ｂに示す方法でＳＭＦにより実行されるユーザプレーン・セキュリティ保護ネゴシエーション方法を参照されたい。本明細書では詳細について改めて説明しない。ＡＭＦは、ネットワーク認証サーバ（ＮｅｔｗｏｒｋＡｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎＳｅｒｖｅｒ、ＮＡＳ）シグナリングの終端点として機能し、ネットワーク上のシグナリングを処理するよう構成される。

実施例１６

図１９Ａおよび図１９Ｂは、ある実施形態に係るセキュリティ保護ネゴシエーション方法の概略フローチャートである。図１９Ａおよび図１９Ｂに示す方法と図３に示す方法との主な違いは、以下の通りである。ユーザプレーン・セキュリティ保護ネゴシエーションプロセスを実行するようＳＭＦがＡＭＦをトリガし、次にユーザプレーン・セキュリティ保護ネゴシエーションプロセスを実行するようＡＭＦがＳＥＡＦをトリガする。ＳＥＡＦおよびＵＥは、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護情報をネゴシエートする。ネゴシエーションの後、ＳＥＡＦは、ＡＭＦを使用することによって、ネゴシエーションで取得され、かつ、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用される、セキュリティ保護情報をＳＭＦに送信する。ＳＭＦは、ユーザプレーン・セキュリティ保護を開始するようＵＰＦをトリガする。図１９Ａおよび図１９Ｂに示す方法でＳＥＡＦにより実行されるユーザプレーン・セキュリティ保護ネゴシエーション方法については、図３に示す方法でＳＭＦにより実行されるユーザプレーン・セキュリティ保護ネゴシエーション方法を参照されたい。本明細書では詳細について改めて説明しない。

実施例１７

図２０は、ある実施形態に係るセキュリティ保護ネゴシエーション方法の概略フローチャートである。図２０に示す方法と図３に示す方法との主な違いは、以下の通りである。ユーザプレーン・セキュリティ保護ネゴシエーションプロセスを実行するようＳＭＦがセキュリティゲートウェイ（ＳｅｃｕｒｉｔｙＧａｔｅｗａｙ、ＳｅＧＷ）をトリガする。ＳｅＧＷおよびＵＥは、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護情報をネゴシエートする。ネゴシエーションの後、ＳｅＧＷは、ネゴシエーションで取得され、かつ、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用される、セキュリティ保護情報をＳＭＦに送信する。ＳＭＦは、ユーザプレーン・セキュリティ保護を開始するようＵＰＦをトリガする。図２０に示す方法でＳｅＧＷにより実行されるユーザプレーン・セキュリティ保護ネゴシエーション方法については、図３に示す方法でＳＭＦにより実行されるユーザプレーン・セキュリティ保護ネゴシエーション方法を参照されたい。本明細書では詳細について改めて説明しない。代替的に、図２０に示す方法で、ＳｅＧＷは、ユーザプレーン・セキュリティ保護を開始するようＵＰＦをトリガしてよい。

実施例１８

図２１は、ある実施形態に係るセキュリティ保護ネゴシエーション方法の概略フローチャートである。図２１に示す方法と図３に示す方法との主な違いは、以下の通りである。ユーザプレーン・セキュリティ保護ネゴシエーションプロセスを実行するようＵＰＦがＳＭＦをトリガし、次にユーザプレーン・セキュリティ保護ネゴシエーションプロセスを実行するようＳＭＦがＳｅＧＷをトリガする。ＳｅＧＷおよびＵＥは、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護情報をネゴシエートする。ネゴシエーションの後、ＳｅＧＷは、ネゴシエーションで取得され、かつ、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用される、セキュリティ保護情報をＳＭＦに送信する。ＳＭＦは、ユーザプレーン・セキュリティ保護を開始するようＵＰＦをトリガする。図２１に示す方法でＳｅＧＷにより実行されるユーザプレーン・セキュリティ保護ネゴシエーション方法については、図３に示す方法でＳＭＦにより実行されるユーザプレーン・セキュリティ保護ネゴシエーション方法を参照されたい。本明細書では詳細について改めて説明しない。代替的に、図２１に示す方法で、ＳｅＧＷは、現在のセッションにおいてユーザプレーン・セキュリティ保護を開始するようＵＰＦをトリガしてよい。

なお、ユーザプレーン・セキュリティ保護ネゴシエーション方法に関する実施形態で提供される様々な拡大および変更の実装は、組み合わせて使用されてよく、当該実施形態に示す実装に限定される。

本願の実施形態で提供されるセキュリティ保護ネゴシエーション方法において、ＳＭＦは、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護情報を決定し、当該セキュリティ保護情報をＵＥに送信する。セキュリティ保護情報は、セキュリティ保護アルゴリズム、セキュリティ保護コンテキストを識別するために使用されるインデックスおよびメッセージ認証コードなどを含む。ＵＥにより実行された認証が成功した後、ＵＥおよびＵＰＦは、それぞれ対応するユーザプレーン・セキュリティ保護を開始するようトリガされる。セキュリティ保護には、暗号化および復号保護ならびに完全性保護が含まれる。このように、ＵＥおよびＵＰＦは、それぞれ対応するユーザプレーン・セキュリティ保護を開始すべくネゴシエートする。５Ｇネットワークアーキテクチャにおけるユーザプレーン接続がセッションに基づいてセットアップされ、本願の実施形態で提供される方法に従って、ＵＥおよびＵＰＦは、それぞれ対応するセッション粒度ベースのユーザプレーン・セキュリティ保護を開始すべくネゴシエートすることができる。そのため、本願の実施形態で提供される方法は、ユーザプレーン・セキュリティ保護に関する５Ｇネットワークアーキテクチャの要件を満たすことができる。

なお、これらの実施形態では、ＳＭＦ、ＳＥＡＦまたはＳＰＣＦなどの関連ネットワークエレメントが、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンの終端点を定めてよい。ユーザプレーンの終端点は、ユーザプレーン・セキュリティ保護を開始する必要があるＵＥ以外のネットワークエレメントである。これらの実施形態において、ユーザプレーンの終端点は、ＵＰＦまたはｇＮＢであってよい。ｇＮＢは、次世代ＮｏｄｅＢ（ｎｅｘｔｇｅｎｅｒａｔｉｏｎＮｏｄｅＢａｓｅｓｔａｔｉｏｎ）と解釈されてよい。ｇＮＢは、ＲＡＮのネットワークエレメントである。以上では、ユーザプレーンの終端点がＵＰＦであるときに、ユーザプレーン・セキュリティ保護を開始すべくＵＥとＵＰＦとのネゴシエーションを実装するための方法について詳しく説明した。以下では、ユーザプレーンの終端点がｇＮＢであるときに、ユーザプレーン・セキュリティ保護を開始すべくＵＥとｇＮＢとのネゴシエーションを実装するための方法について詳しく説明する。

本願のこの実施形態は更に、ユーザプレーン・セキュリティ保護を開始すべくＵＥとｇＮＢとのネゴシエーションを実装するためのセキュリティ保護ネゴシエーション方法を提供する。当該方法は、セッションセットアッププロセスにおいて実行される。図２２には、当該方法におけるネットワークエレメント間の対話手順が示されている。図２２に示す方法と図３に示す方法との主な違いは、以下の通りである。ＵＥにより送信され、かつ、現在のセッションをセットアップするよう要求するために使用される、セッションセットアップ要求メッセージをＳＭＦが受信した後に、ユーザプレーンの終端点がｇＮＢであることをＳＭＦが決定する。ＳＭＦは、ＲＡＮに通知メッセージを送信する。通知メッセージは、ＵＥとｇＮＢとのユーザプレーン・セキュリティ保護ネゴシエーションの方法を実行するようＲＡＮに命令するために使用される。通知メッセージを受信した後に、ＲＡＮは、ＳＭＦに受信確認情報を返し、ＵＥとｇＮＢとのユーザプレーン・セキュリティ保護ネゴシエーションの方法を実行する。ユーザプレーンの終端点がｇＮＢであるとき、ＵＥは、初期アクセス中にＵＥとｇＮＢとのセキュリティ保護ネゴシエーションの手順を使用することによってユーザプレーン・セキュリティ保護ネゴシエーションを完了しているかもしれない。

図２２に示す方法でＲＡＮにより実行されるＵＥとｇＮＢとのユーザプレーン・セキュリティ保護ネゴシエーションの方法については、図３に示す方法でＳＭＦにより実行されるＵＥとＵＰＦとのユーザプレーン・セキュリティ保護ネゴシエーションの方法を参照されたい。しかしながら、その違いは、ネゴシエーション方法を実行するネットワークエレメントがｇＮＢであり、ユーザプレーン・セキュリティ保護を開始する必要があるＵＥ以外のネットワークエレメントがｇＮＢであることにある。

なお、図２２に示すセキュリティ保護ネゴシエーション方法に基づき、当該方法は、この実施形態において適切に拡大および修正されてよい。図２２に示す方法を拡大および修正する解決策については、図３に示す方法を拡大および修正する上述の解決策を参照されたい。例えば、当該方法は、ＵＥおよびｇＮＢがユーザプレーン・セキュリティ保護を開始する時機、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護アルゴリズムをネゴシエーションで決定するネットワークエレメント（ＳＰＣＦ、ＳＥＡＦまたはＡＵＳＦであってよい）、ＵＥとｇＮＢとのユーザプレーン・セキュリティ保護ネゴシエーションの方法を実行するようＲＡＮをトリガするネットワークエレメントなどといった態様で拡大および修正されてよい。

図２２に示すセキュリティ保護ネゴシエーション方法によれば、ＵＥおよびｇＮＢは、それぞれ対応するユーザプレーン・セキュリティ保護を開始すべくネゴシエートすることができる。５Ｇネットワークアーキテクチャにおけるユーザプレーン接続がセッションに基づいてセットアップされ、図２２に示す方法に従って、ＵＥおよびｇＮＢは、それぞれ対応するセッション粒度ベースのユーザプレーン・セキュリティ保護を開始すべくネゴシエートすることができる。そのため、図２２に示す方法は、ユーザプレーン・セキュリティ保護に関する５Ｇネットワークアーキテクチャの要件を満たすことができる。

図３に示す方法および図２２に示す方法との関連で、本願のこの実施形態は、図２３Ａおよび図２３Ｂに示すセキュリティ保護ネゴシエーション方法を提供する。図２３Ａおよび図２３Ｂに示す方法の具体的な内容については、図３および図２２を参照されたい。本明細書では詳細について改めて説明しない。

［実施形態２］同じ発明概念に基づいて、本願のこの実施形態は更に、セッション管理機能ＳＭＦを提供する。ＳＭＦは、実施形態１で提供されるセキュリティ保護ネゴシエーション方法をＳＭＦ側で実行することができる。図２４を参照すると、ＳＭＦ２４００は、処理ユニット２４０１、送信ユニット２４０２および受信ユニット２４０３を含む。

処理ユニット２４０１は、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護情報を決定するよう構成される。ここで、セキュリティ保護情報には、セキュリティ保護アルゴリズムと、セキュリティ保護コンテキストを識別するために使用されるインデックスと、メッセージ認証コードとが含まれ、セキュリティ保護には、暗号化および復号保護ならびに完全性保護が含まれ、メッセージ認証コードは、完全性保護アルゴリズムとインデックスを使用することによって識別されるセキュリティ保護コンテキストに含まれる完全性保護キーとを使用することによって第１メッセージの完全性保護が実行された後に生成される認証コードである。

送信ユニット２４０２は、処理ユニット２４０１により決定され、かつ、ユーザプレーンで使用される、セキュリティ保護情報を含む第１メッセージをＵＥに送信するよう構成される。ここで、ユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護情報は、ユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護情報に基づいてＵＥにより実行された第１メッセージの完全性保護認証が成功した後に、ユーザプレーン・セキュリティ保護を開始するためにＵＥにより使用される。

受信ユニット２４０３は、ＵＥにより送信され、かつ、ＵＥにより実行された第１メッセージの認証が成功したことを示すために使用される、第２メッセージを受信するよう構成される。

送信ユニット２４０２は更に、処理ユニット２４０１により決定され、かつ、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用される、セキュリティ保護アルゴリズムおよびセキュリティ保護コンテキストを含む第３メッセージをユーザプレーン機能ＵＰＦに送信するよう構成される。ここで、第３メッセージは、セキュリティ保護アルゴリズムおよびセキュリティ保護コンテキストに基づいてユーザプレーン・セキュリティ保護を開始するようＵＰＦをトリガするために使用される。

ある実装において、セキュリティ保護アルゴリズムを決定するとき、処理ユニット２４０１は具体的に、セキュリティポリシー制御機能ＳＰＣＦによりネゴシエーションで決定されたセキュリティ保護アルゴリズムをＳＰＣＦから取得すること、または、セキュリティ保護アルゴリズムをネゴシエーションで自律的に決定することを行うよう構成される。

ある実装において、ＳＰＣＦは、ＳＭＦ、セキュリティアンカー機能ＳＥＡＦ、および認証サーバ機能ＡＵＳＦのいずれか１つに配置されるか、または、ＳＰＣＦは、ネットワークに独立して配置される。

ある実装において、セキュリティ保護アルゴリズムは、ＵＥによりサポートされるセキュリティ保護アルゴリズム、ネットワークによりサポートされるセキュリティ保護アルゴリズム、および、現在のセッションが属するサービスによりサポートされるセキュリティ保護アルゴリズムに基づいてネゴシエーションで決定される。

ある実装において、処理ユニット２４０１は更に、ユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護情報を決定する前に現在のセッションをセットアップするよう構成され、受信ユニット２４０３は更に、ユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護情報を処理ユニット２４０１が決定する前に、ＵＥにより送信され、かつ、現在のセッションをセットアップするよう要求するために使用される、セッションセットアップ要求メッセージを受信するよう構成され、ユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護情報を含む第１メッセージをＵＥに送信するとき、送信ユニット２４０２は具体的に、ユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護情報を含むセッションセットアップ完了メッセージをＵＥに送信するよう構成される。

ある実装において、処理ユニット２４０１は更に、ＵＥにより送信され、かつ、現在のセッションをセットアップするよう要求するために使用される、セッションセットアップ要求メッセージを受信ユニット２４０３が受信した後に、ユーザプレーンのセキュリティ終端点がＵＰＦであることを決定するよう構成され、送信ユニット２４０２は更に、ユーザプレーンのセキュリティ終端点がＵＰＦであることを処理ユニット２４０１が決定した後に、セキュリティ保護ネゴシエーション方法を実行するようＳＭＦに命令するために使用される通知メッセージを無線アクセスネットワークＲＡＮに送信するよう構成される。

ある実装において、受信ユニット２４０３は更に、ユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護情報を含む第１メッセージを送信ユニット２４０２がＵＥに送信した後に、ＵＥにより送信され、かつ、ＵＥにより実行された第１メッセージの認証が失敗したことを示すために使用される、第４メッセージを受信するよう構成され、処理ユニット２４０１は更に、受信ユニット２４０３により受信された第４メッセージのインジケーションに従って、ユーザプレーン・セキュリティ保護を開始するようＵＰＦをトリガする必要がないことを決定するよう構成される。

なお、上述のユニットの具体的な機能の説明については、実施形態１で提供されるセキュリティ保護ネゴシエーション方法を参照されたい。本明細書では詳細について改めて説明しない。本願のこの実施形態において、ユニット分割は一例であり、論理機能分割に過ぎない。実際の実装では、他の分割方式があるかもしれない。一体型ユニットは、ハードウェアの形で実装されてもよいし、ソフトウェア機能ユニットの形で実装されてもよい。

一体型ユニットがソフトウェア機能ユニットの形で実装され、単独製品として販売または使用されるとき、一体型ユニットは、コンピュータ可読記憶媒体に記憶されてよい。こうした理解に基づいて、本願の技術的解決策は基本的に、ソフトウェア製品の形で実装されてよい。あるいは、従来技術に寄与する部分、または、当該技術的解決策の全てもしくは幾つかが、ソフトウェア製品の形で実装されてよい。コンピュータソフトウェア製品は、記憶媒体に記憶され、本願の実施形態における方法の段階の全てまたは幾つかを実行するようコンピュータデバイス（パーソナルコンピュータ、サーバまたはネットワークデバイスなどであってよい）またはプロセッサ（ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）に指示するための命令を幾つか含む。上述の記憶媒体は、ＵＳＢフラッシュドライブ、リムーバブルハードディスク、リードオンリメモリ（ＲＯＭ、Ｒｅａｄ−ＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ、ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）、磁気ディスクまたは光ディスクなど、プログラムコードを記憶できる任意の媒体を含む。

同じ発明概念に基づいて、本願のこの実施形態は更に、ＳＭＦを提供する。ＳＭＦは、実施形態１で提供されるセキュリティ保護ネゴシエーション方法をＳＭＦ側で実行することができ、図２４に示すＳＭＦと同じネットワークエレメントであってよい。図２５を参照すると、ＳＭＦ２５００は、プロセッサ２５０１、トランシーバ２５０２およびメモリ２５０３を含む。

プロセッサ２５０１は、メモリ２５０３内のプログラムを読み取って以下のプロセスを実行するよう構成される。

プロセッサ２５０１は、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護情報を決定するよう構成される。ここで、セキュリティ保護情報には、セキュリティ保護アルゴリズムと、セキュリティ保護コンテキストを識別するために使用されるインデックスと、メッセージ認証コードとが含まれ、セキュリティ保護には、暗号化および復号保護ならびに完全性保護が含まれ、メッセージ認証コードは、完全性保護アルゴリズムとインデックスを使用することによって識別されるセキュリティ保護コンテキストに含まれる完全性保護キーとを使用することによって第１メッセージの完全性保護が実行された後に生成される認証コードである。

プロセッサ２５０１は更に、ユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護情報を含む第１メッセージをＵＥに送信すべくトランシーバ２５０２を制御するよう構成される。ここで、ユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護情報は、ユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護情報に基づいてＵＥにより実行された第１メッセージの完全性保護認証が成功した後に、ユーザプレーン・セキュリティ保護を開始するためにＵＥにより使用される。

プロセッサ２５０１は更に、ＵＥにより送信され、かつ、ＵＥにより実行された第１メッセージの認証が成功したことを示すために使用される、第２メッセージを受信するようトランシーバ２５０２を制御し、かつ、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護アルゴリズムおよびセキュリティ保護コンテキストを含む第３メッセージをユーザプレーン機能ＵＰＦに送信すべくトランシーバ２５０２を制御するよう構成される。ここで、第３メッセージは、セキュリティ保護アルゴリズムおよびセキュリティ保護コンテキストに基づいてユーザプレーン・セキュリティ保護を開始するようＵＰＦをトリガするために使用される。

ある実装において、セキュリティ保護アルゴリズムを決定するとき、プロセッサ２５０１は具体的に、セキュリティポリシー制御機能ＳＰＣＦによりネゴシエーションで決定されたセキュリティ保護アルゴリズムをＳＰＣＦから取得すること、または、セキュリティ保護アルゴリズムをネゴシエーションで自律的に決定することを行うよう構成される。

ある実装において、プロセッサ２５０１は更に、ユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護情報を決定する前に現在のセッションをセットアップするよう構成され、プロセッサ２５０１は更に、ユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護情報を決定する前に、ＵＥにより送信され、かつ、現在のセッションをセットアップするよう要求するために使用される、セッションセットアップ要求メッセージを受信すべくトランシーバ２５０２を制御するよう構成され、ユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護情報を含む第１メッセージをＵＥに送信するようトランシーバ２５０２を制御するとき、プロセッサ２５０１は具体的に、ユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護情報を含むセッションセットアップ完了メッセージをＵＥに送信すべくトランシーバ２５０２を制御するよう構成される。

ある実装において、プロセッサ２５０１は更に、ＵＥにより送信され、かつ、現在のセッションをセットアップするよう要求するために使用される、セッションセットアップ要求メッセージを受信するようトランシーバ２５０２を制御した後に、ユーザプレーンのセキュリティ終端点がＵＰＦであることを決定するよう構成され、セキュリティ保護ネゴシエーション方法を実行するようＳＭＦに命令するために使用される通知メッセージを無線アクセスネットワークＲＡＮに送信すべくトランシーバ２５０２を制御するよう構成される。

ある実装において、プロセッサ２５０１は更に、ユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護情報を含む第１メッセージをＵＥに送信するようトランシーバ２５０２を制御した後に、ＵＥにより送信され、かつ、ＵＥにより実行された第１メッセージの認証が失敗したことを示すために使用される、第４メッセージを受信すべくトランシーバ２５０２を制御するよう構成され、第４メッセージのインジケーションに従って、ユーザプレーン・セキュリティ保護を開始するようＵＰＦをトリガする必要がないことを決定するよう構成される。

メモリ２５０３は、プロセッサ２５０１が動作を実行するときにプロセッサ２５０１により使用されるデータを記憶してよい。メモリ２５０３は、ＳＤＮコントローラを保持する物理ホストの内部メモリ、例えばハードディスク、ＵＳＢフラッシュドライブまたはセキュアデジタル（ＳｅｃｕｒｅＤｉｇｉｔａｌ、ＳＤ）カードであってよい。

この実施形態は更に、上述の実施形態においてＳＭＦにより使用されるコンピュータソフトウェア命令を記憶するよう構成されているコンピュータ記憶媒体を提供する。コンピュータソフトウェア命令は、上述の実施形態を実行するよう設計されているプログラムを含む。

［実施形態３］同じ発明概念に基づいて、本願のこの実施形態は更に、ユーザ機器ＵＥを提供する。ＵＥは、実施形態１で提供されるセキュリティ保護ネゴシエーション方法をＵＥ側で実行することができる。図２６を参照すると、ＵＥ２６００は、受信ユニット２６０１、処理ユニット２６０２および送信ユニット２６０３を含む。

受信ユニット２６０１は、セッション管理機能ＳＭＦにより送信され、かつ、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護情報を含む、第１メッセージを受信するよう構成される。ここで、セキュリティ保護情報には、セキュリティ保護アルゴリズムと、セキュリティ保護コンテキストを識別するために使用されるインデックスと、メッセージ認証コードとが含まれ、セキュリティ保護には、暗号化および復号保護ならびに完全性保護が含まれ、メッセージ認証コードは、完全性保護アルゴリズムとインデックスを使用することによって識別されるセキュリティ保護コンテキストに含まれる完全性保護キーとを使用することによってＳＭＦが第１メッセージの完全性保護を実行した後に生成される認証コードである。

処理ユニット２６０２は、受信ユニット２６０１により受信され、かつ、ユーザプレーンで使用される、セキュリティ保護情報に基づいて第１メッセージの認証を実行すること、および、第１メッセージの認証が成功したときに、ユーザプレーン・セキュリティ保護を開始することを行うよう構成される。

送信ユニット２６０３は、処理ユニット２６０２により実行された第１メッセージの認証が成功したときに、ＵＥにより実行された第１メッセージの認証が成功したことを示すために使用される第２メッセージをＳＭＦに送信するよう構成される。

ある実装において、ユーザプレーン・セキュリティ保護を開始するとき、処理ユニット２６０２は具体的に、ユーザプレーン暗号化および復号保護ならびに完全性保護を開始し、次にＳＭＦに第２メッセージを送信すべく送信ユニット２６０３を制御するよう構成されるか、または、ユーザプレーン・セキュリティ保護を開始するとき、処理ユニット２６０２は具体的に、ユーザプレーン・ダウンリンク復号保護および完全性保護を開始し、次にＳＭＦに第２メッセージを送信するよう送信ユニット２６０３を制御し、最後にユーザプレーン・アップリンク暗号化保護を開始するよう構成される。

ある実装において、ユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護情報に基づいて第１メッセージの認証が実行された後、処理ユニット２６０２は更に、第１メッセージの認証が失敗したときに、ユーザプレーン・セキュリティ保護を開始しないことを決定するよう構成され、送信ユニット２６０３は更に、処理ユニット２６０２により実行された第１メッセージの認証が失敗したときに、ＵＥにより実行された第１メッセージの認証が失敗したことを示すために使用される第４メッセージをＳＭＦに送信するよう構成される。

同じ発明概念に基づいて、本願のこの実施形態は更に、ＵＥを提供する。ＵＥは、実施形態１で提供されるセキュリティ保護ネゴシエーション方法をＵＥ側で実行することができ、図２６に示すＵＥと同じデバイスであってよい。図２７を参照すると、ＵＥ２７００は、プロセッサ２７０１、トランシーバ２７０２およびメモリ２７０３を含む。

プロセッサ２７０１は、メモリ２７０３内のプログラムを読み取って以下のプロセスを実行するよう構成される。

プロセッサ２７０１は、セッション管理機能ＳＭＦにより送信され、かつ、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護情報を含む、第１メッセージを受信すべくトランシーバ２７０２を制御するよう構成される。ここで、セキュリティ保護情報には、セキュリティ保護アルゴリズムと、セキュリティ保護コンテキストを識別するために使用されるインデックスと、メッセージ認証コードとが含まれ、セキュリティ保護には、暗号化および復号保護ならびに完全性保護が含まれ、メッセージ認証コードは、完全性保護アルゴリズムとインデックスを使用することによって識別されるセキュリティ保護コンテキストに含まれる完全性保護キーとを使用することによってＳＭＦが第１メッセージの完全性保護を実行した後に生成される認証コードである。

プロセッサ２７０１は更に、ユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護情報に基づいて第１メッセージの認証を実行するよう構成され、第１メッセージの認証が成功したときに、ユーザプレーン・セキュリティ保護を開始し、かつ、ＵＥにより実行された第１メッセージの認証が成功したことを示すために使用される第２メッセージをＳＭＦに送信すべくトランシーバ２７０２を制御するよう構成される。

ある実装において、ユーザプレーン・セキュリティ保護を開始し、かつ、ＵＥにより実行された第１メッセージの認証が成功したことを示すために使用される第２メッセージをＳＭＦに送信するようトランシーバ２７０２を制御するとき、プロセッサ２７０１は具体的に、ユーザプレーン暗号化および復号保護ならびに完全性保護を開始し、次にＳＭＦに第２メッセージを送信すべくトランシーバ２７０２を制御するよう構成されるか、または、ユーザプレーン・セキュリティ保護を開始し、かつ、ＵＥにより実行された第１メッセージの認証が成功したことを示すために使用される第２メッセージをＳＭＦに送信するようトランシーバ２７０２を制御するとき、プロセッサ２７０１は具体的に、ユーザプレーン・ダウンリンク復号保護および完全性保護を開始し、次にＳＭＦに第２メッセージを送信するようトランシーバ２７０２を制御し、最後にユーザプレーン・アップリンク暗号化保護を開始するよう構成される。

ある実装において、ユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護情報に基づいて第１メッセージの認証が実行された後、プロセッサ２７０１は更に、第１メッセージの認証が失敗したときに、ユーザプレーン・セキュリティ保護を開始しないことを決定し、かつ、ＵＥにより実行された第１メッセージの認証が失敗したことを示すために使用される第４メッセージをＳＭＦに送信すべくトランシーバ２７０２を制御するよう構成される。

メモリ２７０３は、プロセッサ２７０１が動作を実行するときにプロセッサ２７０１により使用されるデータを記憶してよい。メモリ２７０３は、ＳＤＮコントローラを保持する物理ホストの内部メモリ、例えばハードディスク、ＵＳＢフラッシュドライブまたはＳＤカードであってよい。

この実施形態は更に、上述の実施形態においてＵＥにより使用されるコンピュータソフトウェア命令を記憶するよう構成されているコンピュータ記憶媒体を提供する。コンピュータソフトウェア命令は、上述の実施形態を実行するよう設計されているプログラムを含む。

［実施形態４］同じ発明概念に基づいて、本願のこの実施形態は更に、ユーザプレーン機能ＵＰＦを提供する。ＵＰＦは、実施形態１で提供されるセキュリティ保護ネゴシエーション方法をＵＰＦ側で実行することができる。図２８を参照すると、ＵＰＦ２８００は、受信ユニット２８０１および処理ユニット２８０２を含む。

受信ユニット２８０１は、セッション管理機能ＳＭＦにより送信され、かつ、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護アルゴリズムおよびセキュリティ保護コンテキストを含む、第３メッセージを受信するよう構成される。ここで、第３メッセージは、セキュリティ保護アルゴリズムおよびセキュリティ保護コンテキストに基づいてユーザプレーン・セキュリティ保護を開始するようＵＰＦに命令するために使用され、セキュリティ保護には、暗号化および復号保護ならびに完全性保護が含まれる。

処理ユニット２８０２は、受信ユニット２８０１により受信された第３メッセージの指示に従ってユーザプレーン・セキュリティ保護を開始するよう構成される。

ある実装において、ＳＭＦにより送信され、かつ、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護アルゴリズムおよびセキュリティ保護コンテキストを含む、第３メッセージを受信するとき、受信ユニット２８０１は具体的に、ＵＥがユーザプレーン・セキュリティ保護を開始することをＳＭＦが決定した後に、ＳＭＦにより送信された第３メッセージを受信すること、または、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護情報をＳＭＦがＵＥに送信した後に、ＳＭＦにより送信された第１トリガメッセージを受信することであって、第１トリガメッセージは、ユーザプレーン・ダウンリンク暗号化保護および完全性保護を開始するようＵＰＦをトリガするために使用される、受信すること、および、ＵＥがユーザプレーン・セキュリティ保護を開始することをＳＭＦが決定した後に、ＳＭＦにより送信された第２トリガメッセージを受信することであって、第２トリガメッセージは、ユーザプレーン・アップリンク復号保護を開始するようＵＰＦをトリガするために使用される、受信することを行うよう構成される。

同じ発明概念に基づいて、本願のこの実施形態は更に、ＵＰＦを提供する。ＵＰＦは、実施形態１で提供されるセキュリティ保護ネゴシエーション方法をＵＰＦ側で実行することができ、図２８に示すＵＰＦと同じネットワークエレメントであってよい。図２９を参照すると、ＵＰＦ２９００は、プロセッサ２９０１、トランシーバ２９０２およびメモリ２９０３を含む。

プロセッサ２９０１は、メモリ２９０３内のプログラムを読み取って以下のプロセスを実行するよう構成される。

プロセッサ２９０１は、セッション管理機能ＳＭＦにより送信され、かつ、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護アルゴリズムおよびセキュリティ保護コンテキストを含む、第３メッセージを受信すべくトランシーバ２９０２を制御するよう構成される。ここで、第３メッセージは、セキュリティ保護アルゴリズムおよびセキュリティ保護コンテキストに基づいてユーザプレーン・セキュリティ保護を開始するようＵＰＦに命令するために使用され、セキュリティ保護には、暗号化および復号保護ならびに完全性保護が含まれる。

プロセッサ２９０１は更に、第３メッセージの指示に従ってユーザプレーン・セキュリティ保護を開始するよう構成される。

ある実装において、ＳＭＦにより送信され、かつ、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護アルゴリズムおよびセキュリティ保護コンテキストを含む、第３メッセージを受信するようトランシーバ２９０２を制御するとき、プロセッサ２９０１は具体的に、ＵＥがユーザプレーン・セキュリティ保護を開始することをＳＭＦが決定した後に、ＳＭＦにより送信された第３メッセージを受信するようトランシーバ２９０２を制御すること、または、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護情報をＳＭＦがＵＥに送信した後に、ＳＭＦにより送信された第１トリガメッセージを受信するようトランシーバ２９０２を制御することであって、第１トリガメッセージは、ユーザプレーン・ダウンリンク暗号化保護および完全性保護を開始するようＵＰＦをトリガするために使用される、制御すること、および、ＵＥがユーザプレーン・セキュリティ保護を開始することをＳＭＦが決定した後に、ＳＭＦにより送信された第２トリガメッセージを受信するようトランシーバ２９０２を制御することであって、第２トリガメッセージは、ユーザプレーン・アップリンク復号保護を開始するようＵＰＦをトリガするために使用される、制御することを行うよう構成される。

メモリ２９０３は、プロセッサ２９０１が動作を実行するときにプロセッサ２９０１により使用されるデータを記憶してよい。メモリ２９０３は、ＳＤＮコントローラを保持する物理ホストの内部メモリ、例えばハードディスク、ＵＳＢフラッシュドライブまたはＳＤカードであってよい。

この実施形態は更に、上述の実施形態においてＵＰＦにより使用されるコンピュータソフトウェア命令を記憶するよう構成されているコンピュータ記憶媒体を提供する。コンピュータソフトウェア命令は、上述の実施形態を実行するよう設計されているプログラムを含む。

当業者であれば、本願の実施形態が方法、システムまたはコンピュータプログラム製品として提供されてよいことを理解するはずである。従って、本願は、ハードウェアのみの実施形態、ソフトウェアのみの実施形態、または、ソフトウェアとハードウェアとの組み合わせによる実施形態の形を使用してよい。更に、本願は、コンピュータ使用可能なプログラムコードを含む１つまたは複数のコンピュータ使用可能な記憶媒体（ディスクメモリ、ＣＤ−ＲＯＭおよび光メモリなどを含むが、これらに限定されるわけではない）で実装されるコンピュータプログラム製品の形を使用してよい。

本願は、本願の実施形態に係る方法、デバイス（システム）およびコンピュータプログラム製品のフローチャートおよび／またはブロック図を参照しながら説明されている。フローチャートおよび／またはブロック図の各プロセスおよび／または各ブロックと、フローチャートおよび／またはブロック図のプロセスおよび／またはブロックの組み合わせとを実装するために、コンピュータプログラム命令が使用してよいことを理解されたい。これらのコンピュータプログラム命令を汎用コンピュータ、専用コンピュータ、組み込みプロセッサ、または、任意の他のプログラム可能なデータ処理デバイスのプロセッサに提供することで機械をもたらしてよい。その結果、コンピュータ、または、任意の他のプログラム可能なデータ処理デバイスのプロセッサにより実行される命令は、フローチャートの１つまたは複数のプロセス、および／または、ブロック図の１つまたは複数のブロックにおける特定の機能を実装するための装置をもたらす。

これらのコンピュータプログラム命令は、特定の方式で動作するようコンピュータまたは任意の他のプログラム可能なデータ処理デバイスに命令できるコンピュータ可読メモリに記憶されてよい。その結果、コンピュータ可読メモリに記憶されている命令は、命令装置を含むアーティファクトをもたらす。命令装置は、フローチャートの１つまたは複数のプロセス、および／または、ブロック図の１つまたは複数のブロックにおける特定の機能を実装する。

これらのコンピュータプログラム命令は、コンピュータまたは別のプログラム可能なデータ処理デバイスにロードされてよい。その結果、一連の動作および段階がコンピュータまたは別のプログラム可能なデバイスで実行されることにより、コンピュータ実装処理がもたらされる。従って、コンピュータまたは別のプログラム可能なデバイスで実行される命令は、フローチャートの１つまたは複数のプロセス、および／または、ブロック図の１つまたは複数のブロックにおける特定の機能を実装するための段階を提供する。

本願の幾つかの好ましい実施形態を説明してきたが、当業者であれば、ひとたび基本的な発明概念が分かれば、これらの実施形態に変更および修正を加えることができる。従って、添付の請求項は、これらの好ましい実施形態、ならびに、本願の範囲に含まれる全ての変更および修正を包含するものと解釈されることを意図している。

当業者であれば、本願の実施形態の趣旨および範囲から逸脱することなく本願の実施形態に様々な修正および変更を加えることができるものと思われる。本願は、これらの修正および変更が本願の請求項および同等の技術の範囲に含まれている限り、当該修正および変更を包含することを意図している。

なお、本願のこの実施形態では、ユーザプレーンの終端点が代替的にｇＮＢであってよい。ｇＮＢがＲＡＮのネットワークエレメントであることを理解することができる。ユーザプレーンの終端点がｇＮＢであるとき、セキュリティ保護ネゴシエーション方法は、ＵＥにより送信され、かつ、現在のセッションをセットアップするよう要求するために使用される、セッションセットアップ要求メッセージをＳＭＦが受信した後に、ユーザプレーンの終端点がｇＮＢであることをＳＭＦが決定する段階を含む。ＳＭＦはＲＡＮに通知メッセージを送信する。ここで、通知メッセージは、ＵＥとｇＮＢとのユーザプレーン・セキュリティ保護ネゴシエーションの方法を実行するようＲＡＮに命令するために使用される。通知メッセージを受信した後、ＲＡＮはＳＭＦに受信確認情報を返す。ＵＥおよびｇＮＢは、ユーザプレーン・セキュリティ保護ネゴシエーションを実行する。

Ｓ３０１におけるセキュリティ保護情報には、セキュリティ保護アルゴリズムと、セキュリティ保護コンテキストを識別するために使用されるインデックスと、メッセージ認証コードとが含まれるが、これらに限定されるわけではない。セキュリティ保護には、暗号化および復号保護ならびに完全性保護が含まれる。メッセージ認証コードは、完全性保護アルゴリズムおよび完全性保護キーを使用することによってＳＭＦが第１メッセージの計算を実行した後に取得される認証コードである。セキュリティ保護コンテキストは、暗号化および復号保護コンテキストならびに完全性保護コンテキストを含むので、暗号化および復号保護コンテキストは、暗号化および復号保護キーを含み、完全性保護コンテキストは、完全性保護キーを含み、完全性保護キーは、セキュリティ保護コンテキストを識別するために使用されるインデックスを使用することによって識別され得る。

図７Ａおよび図７Ｂは、ある実施形態に係るセキュリティ保護ネゴシエーション方法の概略フローチャートである。図３に示す方法との主な違いは、図７Ａおよび図７Ｂに示す方法では、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護アルゴリズムをＳＰＣＦがネゴシエーションで決定するプロセスが追加されることにある。

図１５Ａおよび図１５Ｂは、ある実施形態に係るセキュリティ保護ネゴシエーション方法の概略フローチャートである。図１４に示す方法との主な違いは、図１５Ａおよび図１５Ｂに示す方法では、ＳＰＣＦがユーザプレーン・セキュリティ保護アルゴリズムを記憶することが定められており、ＳＥＡＦがＳＰＣＦからユーザプレーン・セキュリティ保護アルゴリズムを取得した後に、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護アルゴリズムをＳＥＡＦがネゴシエーションで自律的に決定することにある。図１５Ａおよび図１５Ｂに示す方法におけるユーザプレーン・セキュリティ保護ネゴシエーション方法については、図１４に示す方法を参照されたい。本明細書では詳細について改めて説明しない。

［実施形態２］同じ発明概念に基づいて、本願のこの実施形態は更に、セッション管理機能ＳＭＦ２４００を提供する。ＳＭＦは、実施形態１で提供されるセキュリティ保護ネゴシエーション方法をＳＭＦ側で実行することができる。図２４を参照すると、ＳＭＦ２４００は、処理ユニット２４０１、送信ユニット２４０２および受信ユニット２４０３を含む。

Claims

現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護情報をセッション管理機能ＳＭＦが決定する段階であって、前記セキュリティ保護情報には、セキュリティ保護アルゴリズムと、セキュリティ保護コンテキストを識別するために使用されるインデックスと、メッセージ認証コードとが含まれ、前記セキュリティ保護には、暗号化および復号保護ならびに完全性保護が含まれ、前記メッセージ認証コードは、完全性保護アルゴリズムと前記インデックスを使用することによって識別される前記セキュリティ保護コンテキストに含まれる完全性保護キーとを使用することによって前記ＳＭＦが第１メッセージの完全性保護を実行した後に生成される認証コードである、段階と、
前記ユーザプレーンで使用される前記セキュリティ保護情報を含む前記第１メッセージを前記ＳＭＦが前記ＵＥに送信する段階であって、前記ユーザプレーンで使用される前記セキュリティ保護情報は、前記ユーザプレーンで使用される前記セキュリティ保護情報に基づいて前記ＵＥにより実行された前記第１メッセージの完全性保護認証が成功した後に、ユーザプレーン・セキュリティ保護を開始するためにＵＥにより使用される、段階と、
前記ＵＥにより送信され、かつ、前記ＵＥにより実行された前記第１メッセージの前記認証が成功したことを示すために使用される、第２メッセージを前記ＳＭＦが受信すること、および、前記現在のセッションプロセスにおける前記ユーザプレーンで使用される前記セキュリティ保護アルゴリズムおよび前記セキュリティ保護コンテキストを含む第３メッセージをユーザプレーン機能ＵＰＦに送信することを行う段階であって、前記第３メッセージは、前記セキュリティ保護アルゴリズムおよび前記セキュリティ保護コンテキストに基づいてユーザプレーン・セキュリティ保護を開始するよう前記ＵＰＦをトリガするために使用される、段階と
を備えるセキュリティ保護ネゴシエーション方法。
前記ＳＭＦが前記セキュリティ保護アルゴリズムを決定することは、
セキュリティポリシー制御機能ＳＰＣＦによりネゴシエーションで決定された前記セキュリティ保護アルゴリズムを前記ＳＭＦが前記ＳＰＣＦから取得する段階、または、
前記ＳＭＦが前記セキュリティ保護アルゴリズムをネゴシエーションで自律的に決定する段階
を有する、請求項１に記載の方法。
前記ＳＰＣＦは、前記ＳＭＦ、セキュリティアンカー機能ＳＥＡＦ、および認証サーバ機能ＡＵＳＦのいずれか１つに配置されるか、または、前記ＳＰＣＦは、ネットワークに独立して配置される、請求項２に記載の方法。
前記セキュリティ保護アルゴリズムは、前記ＵＥによりサポートされるセキュリティ保護アルゴリズム、前記ネットワークによりサポートされるセキュリティ保護アルゴリズム、および、現在のセッションが属するサービスによりサポートされるセキュリティ保護アルゴリズムに基づいてネゴシエーションで決定される、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
前記ユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護情報をＳＭＦが決定する前記段階の前に、前記方法は更に、前記ＳＭＦが前記現在のセッションをセットアップする段階を備えるか、または、
前記ユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護情報をＳＭＦが決定する前記段階の前に、前記方法は更に、前記ＵＥにより送信され、かつ、前記現在のセッションをセットアップするよう要求するために使用される、セッションセットアップ要求メッセージを前記ＳＭＦが受信する段階を備え、
前記ユーザプレーンで使用される前記セキュリティ保護情報を含む前記第１メッセージを前記ＳＭＦが前記ＵＥに送信する前記段階は、前記ユーザプレーンで使用される前記セキュリティ保護情報を含むセッションセットアップ完了メッセージを前記ＳＭＦが前記ＵＥに送信する段階を有する、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
前記ＵＥにより送信され、かつ、前記現在のセッションをセットアップするよう要求するために使用される、セッションセットアップ要求メッセージを前記ＳＭＦが受信する前記段階の後に、
前記ユーザプレーンのセキュリティ終端点が前記ＵＰＦであることを前記ＳＭＦが決定すること、および、前記ＳＭＦが前記セキュリティ保護ネゴシエーション方法を実行することを無線アクセスネットワークＲＡＮに通知することを行う段階を更に備える、請求項５に記載の方法。
前記ユーザプレーンで使用される前記セキュリティ保護情報を含む前記第１メッセージを前記ＳＭＦが前記ＵＥに送信する前記段階の後に、
前記ＵＥにより送信され、かつ、前記ＵＥにより実行された前記第１メッセージの前記認証が失敗したことを示すために使用される、第４メッセージを前記ＳＭＦが受信する段階と、
前記第４メッセージのインジケーションに従って、前記ユーザプレーン・セキュリティ保護を開始するよう前記ＵＰＦをトリガする必要がないことを前記ＳＭＦが決定する段階と
を更に備える、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
セッション管理機能ＳＭＦにより送信され、かつ、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護情報を含む、第１メッセージをユーザ機器ＵＥが受信する段階であって、前記セキュリティ保護情報には、セキュリティ保護アルゴリズムと、セキュリティ保護コンテキストを識別するために使用されるインデックスと、メッセージ認証コードとが含まれ、前記セキュリティ保護には、暗号化および復号保護ならびに完全性保護が含まれ、前記メッセージ認証コードは、完全性保護アルゴリズムと前記インデックスを使用することによって識別される前記セキュリティ保護コンテキストに含まれる完全性保護キーとを使用することによって前記ＳＭＦが前記第１メッセージの完全性保護を実行した後に生成される認証コードである、段階と、
前記ユーザプレーンで使用される前記セキュリティ保護情報に基づいて前記ＵＥが前記第１メッセージの認証を実行する段階と、
前記ＵＥにより実行された前記第１メッセージの前記認証が成功したときに、前記ＵＥが、ユーザプレーン・セキュリティ保護を開始すること、および、前記ＵＥにより実行された前記第１メッセージの前記認証が成功したことを示すために使用される第２メッセージを前記ＳＭＦに送信することを行う段階と
を備えるセキュリティ保護ネゴシエーション方法。
前記ＵＥがユーザプレーン・セキュリティ保護を開始すること、および、前記ＵＥにより実行された前記第１メッセージの前記認証が成功したことを示すために使用される第２メッセージを前記ＳＭＦに送信することを行う前記段階は、
前記ＵＥが、ユーザプレーン暗号化および復号保護ならびに完全性保護を開始し、次に前記ＵＥにより実行された前記第１メッセージの前記認証が成功したことを示すために使用される前記第２メッセージを前記ＳＭＦに送信する段階、または、
前記ＵＥが、ユーザプレーン・ダウンリンク復号保護および完全性保護を開始し、次に前記ＵＥにより実行された前記第１メッセージの前記認証が成功したことを示すために使用される前記第２メッセージを前記ＳＭＦに送信し、最後にユーザプレーン・アップリンク暗号化保護を開始する段階
を有する、請求項８に記載の方法。
前記ユーザプレーンで使用される前記セキュリティ保護情報に基づいて前記ＵＥが前記第１メッセージの認証を実行する前記段階の後に、
前記ＵＥにより実行された前記第１メッセージの前記認証が失敗したときに、前記ユーザプレーン・セキュリティ保護を開始しないことを前記ＵＥが決定し、かつ、前記ＵＥにより実行された前記第１メッセージの前記認証が失敗したことを示すために使用される第４メッセージを前記ＳＭＦに送信する段階
を更に備える、請求項８に記載の方法。
セッション管理機能ＳＭＦにより送信され、かつ、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護アルゴリズムおよびセキュリティ保護コンテキストを含む、第３メッセージをユーザプレーン機能ＵＰＦが受信する段階であって、前記第３メッセージは、前記セキュリティ保護アルゴリズムおよび前記セキュリティ保護コンテキストに基づいてユーザプレーン・セキュリティ保護を開始するよう前記ＵＰＦに命令するために使用され、前記セキュリティ保護には、暗号化および復号保護ならびに完全性保護が含まれる、段階と、
前記第３メッセージの指示に従って前記ＵＰＦが前記ユーザプレーン・セキュリティ保護を開始する段階と
を備えるセキュリティ保護ネゴシエーション方法。
ＳＭＦにより送信され、かつ、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護アルゴリズムおよびセキュリティ保護コンテキストを含む、第３メッセージをＵＰＦが受信する前記段階は、
前記ＵＥがユーザプレーン・セキュリティ保護を開始することを前記ＳＭＦが決定した後に、前記ＳＭＦにより送信された前記第３メッセージを前記ＵＰＦが受信する段階、または、
前記現在のセッションプロセスにおける前記ユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護情報を前記ＳＭＦが前記ＵＥに送信した後に、前記ＳＭＦにより送信された第１トリガメッセージを前記ＵＰＦが受信する段階であって、前記第１トリガメッセージは、ユーザプレーン・ダウンリンク暗号化保護および完全性保護を開始するよう前記ＵＰＦをトリガするために使用される、段階、および、
前記ＵＥがユーザプレーン・セキュリティ保護を開始することを前記ＳＭＦが決定した後に、前記ＳＭＦにより送信された第２トリガメッセージを前記ＵＰＦが受信する段階であって、前記第２トリガメッセージは、ユーザプレーン・アップリンク復号保護を開始するよう前記ＵＰＦをトリガするために使用される、段階
を有する、請求項１１に記載の方法。
現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護情報を決定するよう構成されている処理ユニットであって、前記セキュリティ保護情報には、セキュリティ保護アルゴリズムと、セキュリティ保護コンテキストを識別するために使用されるインデックスと、メッセージ認証コードとが含まれ、前記セキュリティ保護には、暗号化および復号保護ならびに完全性保護が含まれ、前記メッセージ認証コードは、完全性保護アルゴリズムと前記インデックスを使用することによって識別される前記セキュリティ保護コンテキストに含まれる完全性保護キーとを使用することによって第１メッセージの完全性保護が実行された後に生成される認証コードである、処理ユニットと、
前記処理ユニットにより決定され、かつ、前記ユーザプレーンで使用される、前記セキュリティ保護情報を含む前記第１メッセージを前記ＵＥに送信するよう構成されている送信ユニットであって、前記ユーザプレーンで使用される前記セキュリティ保護情報は、前記ユーザプレーンで使用される前記セキュリティ保護情報に基づいて前記ＵＥにより実行された前記第１メッセージの完全性保護認証が成功した後に、ユーザプレーン・セキュリティ保護を開始するために前記ＵＥにより使用される、送信ユニットと、
前記ＵＥにより送信され、かつ、前記ＵＥにより実行された前記第１メッセージの前記認証が成功したことを示すために使用される、第２メッセージを受信するよう構成されている受信ユニットと
を備えるセッション管理機能ＳＭＦであって、
前記送信ユニットは更に、前記処理ユニットにより決定され、かつ、前記現在のセッションプロセスにおける前記ユーザプレーンで使用される、前記セキュリティ保護アルゴリズムおよび前記セキュリティ保護コンテキストを含む第３メッセージをユーザプレーン機能ＵＰＦに送信するよう構成され、前記第３メッセージは、前記セキュリティ保護アルゴリズムおよび前記セキュリティ保護コンテキストに基づいてユーザプレーン・セキュリティ保護を開始するよう前記ＵＰＦをトリガするために使用される、セッション管理機能ＳＭＦ。
前記セキュリティ保護アルゴリズムを決定するとき、前記処理ユニットは具体的に、
セキュリティポリシー制御機能ＳＰＣＦによりネゴシエーションで決定された前記セキュリティ保護アルゴリズムを前記ＳＰＣＦから取得すること、または、
前記セキュリティ保護アルゴリズムをネゴシエーションで自律的に決定すること
を行うよう構成される、請求項１３に記載のＳＭＦ。
前記ＳＰＣＦは、前記ＳＭＦ、セキュリティアンカー機能ＳＥＡＦ、および認証サーバ機能ＡＵＳＦのいずれか１つに配置されるか、または、前記ＳＰＣＦは、ネットワークに独立して配置される、請求項１４に記載のＳＭＦ。
前記セキュリティ保護アルゴリズムは、前記ＵＥによりサポートされるセキュリティ保護アルゴリズム、前記ネットワークによりサポートされるセキュリティ保護アルゴリズム、および、現在のセッションが属するサービスによりサポートされるセキュリティ保護アルゴリズムに基づいてネゴシエーションで決定される、請求項１３から１５のいずれか一項に記載のＳＭＦ。
前記処理ユニットは更に、前記ユーザプレーンで使用される前記セキュリティ保護情報を決定する前に、前記現在のセッションをセットアップするよう構成され、
前記受信ユニットは更に、前記ユーザプレーンで使用される前記セキュリティ保護情報を前記処理ユニットが決定する前に、前記ＵＥにより送信され、かつ、前記現在のセッションをセットアップするよう要求するために使用される、セッションセットアップ要求メッセージを受信するよう構成され、
前記ユーザプレーンで使用される前記セキュリティ保護情報を含む前記第１メッセージを前記ＵＥに送信するとき、前記送信ユニットは具体的に、前記ユーザプレーンで使用される前記セキュリティ保護情報を含むセッションセットアップ完了メッセージを前記ＵＥに送信するよう構成される、請求項１３から１６のいずれか一項に記載のＳＭＦ。
前記処理ユニットは更に、前記ＵＥにより送信され、かつ、前記現在のセッションをセットアップするよう要求するために使用される、前記セッションセットアップ要求メッセージを前記受信ユニットが受信した後に、前記ユーザプレーンのセキュリティ終端点が前記ＵＰＦであることを決定するよう構成され、
前記送信ユニットは更に、前記ユーザプレーンの前記セキュリティ終端点が前記ＵＰＦであることを前記処理ユニットが決定した後に、前記セキュリティ保護ネゴシエーション方法を実行するよう前記ＳＭＦに命令するために使用される通知メッセージを無線アクセスネットワークＲＡＮに送信するよう構成される、請求項１７に記載のＳＭＦ。
前記受信ユニットは更に、前記ユーザプレーンで使用される前記セキュリティ保護情報を含む前記第１メッセージを前記送信ユニットが前記ＵＥに送信した後に、前記ＵＥにより送信され、かつ、前記ＵＥにより実行された前記第１メッセージの前記認証が失敗したことを示すために使用される、第４メッセージを受信するよう構成され、
前記処理ユニットは更に、前記受信ユニットにより受信された前記第４メッセージのインジケーションに従って、前記ユーザプレーン・セキュリティ保護を開始するよう前記ＵＰＦをトリガする必要がないことを決定するよう構成される、請求項１３から１８のいずれか一項に記載のＳＭＦ。
ユーザ機器ＵＥであって、
セッション管理機能ＳＭＦにより送信され、かつ、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護情報を含む、第１メッセージを受信するよう構成されている受信ユニットであって、前記セキュリティ保護情報には、セキュリティ保護アルゴリズムと、セキュリティ保護コンテキストを識別するために使用されるインデックスと、メッセージ認証コードとが含まれ、前記セキュリティ保護には、暗号化および復号保護ならびに完全性保護が含まれ、前記メッセージ認証コードは、完全性保護アルゴリズムと前記インデックスを使用することによって識別される前記セキュリティ保護コンテキストに含まれる完全性保護キーとを使用することによって前記ＳＭＦが前記第１メッセージの完全性保護を実行した後に生成される認証コードである、受信ユニットと、
前記受信ユニットにより受信され、かつ、前記ユーザプレーンで使用される、前記セキュリティ保護情報に基づいて前記第１メッセージの認証を実行すること、および、前記第１メッセージの前記認証が成功したときに、前記ＵＥのユーザプレーン・セキュリティ保護を開始することを行うよう構成されている処理ユニットと、
前記処理ユニットにより実行された前記第１メッセージの前記認証が成功したときに、前記ＵＥにより実行された前記第１メッセージの前記認証が成功したことを示すために使用される第２メッセージを前記ＳＭＦに送信するよう構成されている送信ユニットと
を備えるＵＥ。
前記ユーザプレーン・セキュリティ保護を開始するとき、前記処理ユニットは具体的に、ユーザプレーン暗号化および復号保護ならびに完全性保護を開始し、次に前記ＳＭＦに前記第２メッセージを送信すべく前記送信ユニットを制御するよう構成されるか、または、
前記ユーザプレーン・セキュリティ保護を開始するとき、前記処理ユニットは具体的に、ユーザプレーン・ダウンリンク復号保護および完全性保護を開始し、次に前記ＳＭＦに前記第２メッセージを送信するよう前記送信ユニットを制御し、最後にユーザプレーン・アップリンク暗号化保護を開始するよう構成される、請求項２０に記載のＵＥ。
前記ユーザプレーンで使用される前記セキュリティ保護情報に基づいて前記第１メッセージの認証が実行された後、前記処理ユニットは更に、前記第１メッセージの前記認証が失敗したときに、前記ユーザプレーン・セキュリティ保護を開始しないことを決定するよう構成され、
前記送信ユニットは更に、前記処理ユニットにより実行された前記第１メッセージの前記認証が失敗したときに、前記ＵＥにより実行された前記第１メッセージの前記認証が失敗したことを示すために使用される第４メッセージを前記ＳＭＦに送信するよう構成される、請求項２０に記載のＵＥ。
ユーザプレーン機能ＵＰＦであって、
セッション管理機能ＳＭＦにより送信され、かつ、現在のセッションプロセスにおけるユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護アルゴリズムおよびセキュリティ保護コンテキストを含む、第３メッセージを受信するよう構成されている受信ユニットであって、前記第３メッセージは、前記セキュリティ保護アルゴリズムおよび前記セキュリティ保護コンテキストに基づいてユーザプレーン・セキュリティ保護を開始するよう前記ＵＰＦに命令するために使用され、前記セキュリティ保護には、暗号化および復号保護ならびに完全性保護が含まれる、受信ユニットと、
前記受信ユニットにより受信された前記第３メッセージの指示に従って前記ユーザプレーン・セキュリティ保護を開始するよう構成されている処理ユニットと
を備えるＵＰＦ。
前記ＳＭＦにより送信され、かつ、前記現在のセッションプロセスにおける前記ユーザプレーンで使用される前記セキュリティ保護アルゴリズムおよび前記セキュリティ保護コンテキストを含む、前記第３メッセージを受信するとき、前記受信ユニットは具体的に、
前記ＵＥがユーザプレーン・セキュリティ保護を開始することを前記ＳＭＦが決定した後に、前記ＳＭＦにより送信された前記第３メッセージを受信すること、または、
前記現在のセッションプロセスにおける前記ユーザプレーンで使用されるセキュリティ保護情報を前記ＳＭＦが前記ＵＥに送信した後に、前記ＳＭＦにより送信された第１トリガメッセージを受信することであって、前記第１トリガメッセージは、ユーザプレーン・ダウンリンク暗号化保護および完全性保護を開始するよう前記ＵＰＦをトリガするために使用される、受信すること、および、
前記ＵＥがユーザプレーン・セキュリティ保護を開始することを前記ＳＭＦが決定した後に、前記ＳＭＦにより送信された第２トリガメッセージを受信することであって、前記第２トリガメッセージは、ユーザプレーン・アップリンク復号保護を開始するよう前記ＵＰＦをトリガするために使用される、受信すること
を行うよう構成される、請求項２３に記載のＵＰＦ。